农田土壤微塑料分布、来源和行为特征_薄录吉.pdf

Eco-EnvironmentalKnowledge Web环 境 科 学Environmental Science第44卷第4期 2023年4月Vol44，No4 Apr，2023农田土壤微塑料分布、来源和行为特征薄录吉1，李冰2，张凯3，马荣辉4，李彦1*，王艳芹1，孙斌2，刘月岩3(1 山东省农业科学院农业资源与环境研究所，农业农村部黄淮海平原农业环境重点实验室，济南250100;2 山东省地质矿产勘查开发局八一水文地质工程地质大队，济南250014;3 山东省农业生态与资源保护总站，济南250100;4 山东省农业技术推广中心，济南250100)摘要:微塑料(MPs)作为一种新型污染物广泛存在于农田土壤中 针对农田土壤中微塑料可能发生的污染问题，对全球农田土壤中微塑料的分布、丰度、来源、形状、聚合物组成、尺寸和迁移等方面特征的研究进展进行了综述，提出了研究展望 全球各地所调查农田土壤均有微塑料检出，其来源主要包括农用塑料薄膜、有机肥、污泥、地表径流与农业灌溉、大气沉降和轮胎磨损颗粒 土壤中微塑料形状以碎片、纤维和薄膜为主，微塑料聚合物组成以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为主 农田土地利用方式显著影响土壤中微塑料的丰度，农田土壤中微塑料丰度随颗粒变小而增加 土壤中微塑料可在耕作、淋溶、生物扰动和重力作用下发生迁移 今后应加强土壤微塑料检测方法、数据库建立、安全阈值、迁移转化规律、潜在生态健康风险评价和防控技术体系构建等方面的研究，为农田土壤微塑料污染的风险管控与治理提供参考关键词:农田土壤;微塑料(MPs);聚合物;迁移;特征中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:0250-3301(2023)04-2375-09DOI:1013227/j hjkx202206082收稿日期:2022-06-08;修订日期:2022-07-16基金项目:山东省重大科技创新工程(2021CXGC010801);山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2022D05)作者简介:薄录吉(1985 )，男，博士，副研究员，主要研究方向为农田土壤污染防控，E-mail:boluji126 com*通信作者，E-mail:nkyliyan126 comDistribution，Sources，and Behavioral Characteristics of Microplastics in FarmlandSoilBO Lu-ji1，LI Bing2，ZHANG Kai3，MA ong-hui4，LI Yan1*，WANG Yan-qin1，SUN Bin2，LIU Yue-yan3(1 Key Laboratory of Agro-Environment of Huang-Huai-Hai Plain，Ministry of Agriculture and ural Affairs，Institute of Agricultural esources and Environment，ShandongAcademy of Agricultural Sciences，Jinan 250100，China;2 No.801 Hydrogeology and Engineering Geology Brigade of Shandong Exploration Bureau of Geology and Mineralesources，Jinan 250014，China;3 ural Energy and Environment Agency of Shandong，Jinan 250100，China;4 Agricultural Technology Promotion Center of ShandongProvince，Jinan 250100，China)Abstract:Microplastics(MPs)are widely present in farmland soil as an emerging contaminant This paper serves as a comprehensive and systematic review of researchprogress on the characteristics of distribution，abundance，sources，shape，polymer composition，size，and migration of MPs in farmland soils around the world Moreover，research prospects were also proposed MPs have been detected in farmland soils around the world，mainly coming from agricultural plastic films，organic fertilizers，sludge，surface runoff，agricultural irrigation，atmospheric deposition，and tire wear particles The morphology of MPs in soil mainly includes debris，fibers，and films MPs polymerforms mainly include polyethylene，polypropylene，and polystyrene Farmland land use significantly affects soil MPs abundance Additionally，the abundance of MPs increasewith the reduction in size MPs in soil can migrate to deep soil through tillage，leaching，bioturbation，and gravity esearch on soil MPs detection methods，databaseestablishment，safety thresholds，migration and transformation laws，potential ecological health risk assessment，and the construction of prevention and control technologysystems should be strengthened in the future The paper can provide a reference for the risk control and governance of farmland soil MPs pollutionKey words:farmland soil;microplastics(MPs);polymer;migration;characteristic微塑料(microplastics，MPs)指粒径小于 5 mm的塑料，最初在海洋中被发现 据调查，每年排入海洋的微塑料达 9.3 23.6 t1 与海洋相比，土壤中存在的微塑料是海洋的 4 23 倍2，土壤成为微塑料重要的“汇”微塑料污染在第二届联合国环境大会上被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题，成为重大全球环境问题之一3 微塑料可通过有机肥和农膜使用进入农田土壤，其中，我国经有机肥使用进入农田土壤的微塑料含量高达 52.4 26 400 t1 农业灌溉和大气沉降也是微塑料进入农田土壤的重要途径4 全球各地不同土地利用方式下的农田土壤中均有微塑料检出5，6 微塑料不仅会影响土壤容重、微生物群落、土壤动植物等物理化学和生物学性质7，8，还可与其他污染物结合形成复合污染9 16，最终对环境产生潜在生态风险和对人体产生潜在健康风险基于 Web of Science 和中国知网(CNKI)数据库，查询了 2012 2022 年间发表的关于土壤微塑料的学术论文，有关土壤微塑料的研究增长较快，已成为研究的热点和焦点 基于此，本文总结了国内外有关农田土壤微塑料行为特征的最新研究进展，包括土壤微塑料的分布、丰度、来源和形貌等方面的特征，同时对土壤中微塑料的迁移规律进行了总结，最后对土壤微塑料的研究重点进行了环境科学44 卷展望，以期为土壤微塑料的污染风险管控与治理提供科学依据1全球农田土壤中微塑料分布和丰度全球农田土壤中微塑料的分布和丰度调查研究比较匮乏，加之微塑料检测和计数尚未有统一标准，导致全球各地农田土壤中微塑料丰度差异较大 从现有研究结果来看，全球内所调查农田土壤均有微塑料检出(表 1)德国南部传统耕作方式下的农田土壤受微塑料影响较小，其丰度范围为 0 1.25 个 kg1，平均值仅为 0.34 个 kg1;相比德国，加拿大、伊朗、瑞士农田土壤微塑料丰度较高，最高丰度值接近 600 个 kg1;墨西哥菜田土壤微塑料丰度平均值达到 870 个 kg1;西班牙和巴基斯坦农田土壤微塑料丰度范围接近;智利和韩国农田土壤微塑料丰度变异较大，丹麦农田土壤微塑料丰度异常高，最高丰度值达236 000个 kg1表 1全球不同国家和地区农田土壤微塑料基本特征1)Table 1Characteristics of MPs in farmland soil in different countries and regions around the world国家或地区土地利用类型取样深度/cm粒径/mm聚合物类型外貌形态丰度/个 kg1文献德国农田0 51 5PE、PP 和 PS碎片、纤维和薄膜0 1.25 17墨西哥菜田0 200 5870 1 900 18智利农田0 250 2PES 和 PVC纤维和薄膜600 10 400 19西班牙农田0 300.15 0.25PP 和 PVC碎片、纤维和薄膜、2 030 5 190 20韩国农田0 50.1 2PE、PP、PS 和 PET碎片、纤维、薄膜和颗粒10 7 630 21丹麦农田0 100.02 0.5PE、PP 和 PA82 000 236 000 22加拿大农田0 150.1 1PE、PP 和 PET纤维和碎片18 298 23瑞士农田0 50.5 1PE、PS 和 PP0 593 24巴基斯坦农田0 100.5 5碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫2 200 6 875 25伊朗农田0 100.04 0.74碎片和纤维67 400 26北京菜田0 200 5PE 和 PP碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫160 5 220 27山东菜田0 250 5PE、PP、PS、PU、EPC 和 ABS碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫310 5 698 28，29湖南菜田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维826 1 198 30河南菜田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维250 1 220 30安徽菜田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维218 445 30上海菜田0 60.02 5PE 和 PP碎片、纤维和薄膜62.5 78.0 31贵州菜田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维44 50 30重庆菜田0 400 5PE 和 PVC碎片、纤维和薄膜1.2 54.3 mg kg1 32，33福建菜田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维79 112 30四川菜田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维17.6 79.4 30河北菜田0 150 5PE、PP、PA 和 PES碎片和纤维1 180 2 730 30河北粮田0 300 5PE、PP、PA、PET 和 PES碎片、纤维、薄膜和颗粒173 2 253 34甘肃粮田0 300 5碎片、纤维和薄膜580 11900 35江西粮田0 200 1PE、PP 和 PES碎片、纤维、薄膜和颗粒16.4 43.8 36黑龙江粮田0 300.1 5PE薄膜0 800 37广东果园0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维188 279 30广西果园0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片和纤维3 53 30新疆棉田0 400 5PE碎片和薄膜80.3 1 076.5 33吉林菜田/粮田0 150 5PE、PP、PS 和 PVC碎片、纤维、薄膜和颗粒5 215 839 38辽宁菜田/粮田0 300 5PE、PP 和 PS碎片、纤维、薄膜和颗粒217 2 512 mg kg1 39云南菜田/粮田0 100.05 1PE碎片、纤维、薄膜和细绳7 100 42 960 40西藏菜田/粮田0 60 2PE、PP、PS 和 PA碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫0 270 41青海菜田/粮田0 100 5PP 和 PVC碎片、纤维、薄膜和颗粒93.8 4 782 42，43江苏菜田/茶园0 201 5PE 和 PP纤维420 1 290 44浙江菜田/果园0 100 5PE 和 PP碎片和纤维0 2 760 45湖北菜田/烟田0 200 5PA、PP 和 PS碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫320 12 560 46，47内蒙古粮油田0 300 3碎片、纤维、薄膜和颗粒756 2 197 48陕西农田0 100 0.49PE、PP、PS、PVC、PET 和 HDPE碎片、纤维、薄膜和颗粒1 430 3 410 49山西农田0 200.02 5PE、PP 和 PS碎片、纤维和薄膜20 1 840 50宁夏农田0 400 5碎片和薄膜0 48.6 mg kg1 33天津农田0 400 5碎片和薄膜10.0 13.1 mg kg1 331)PE:聚乙烯，PP:聚丙烯，PS:聚苯乙烯，PVC:聚氯乙烯，PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯，PA:聚酰胺，PES:聚酯纤维，PU:聚氨酯，PES:聚酯纤维，ABS:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，EPC:乙烯-丙烯共聚物，HDPE:高密度聚乙烯;“”表示所引参考文献没有相关数据或描述67324 期薄录吉等:农田土壤微塑料分布、来源和行为特征相比国外，我国农田土壤微塑料调查研究虽然起步较晚，仍取得了一定的进展 有研究发现，除中国香港、中国澳门和中国台湾未见相关报道外，我国大部分农田土壤均有微塑料检出(表 1)，从时空分布上看，各省市农田土壤微塑料丰度在空间上呈现较大差异，具体表现为:同一利用方式下不同地区和不同利用类型农田土壤微塑料丰度均呈现较大差异 就菜田而言，河北土壤微塑料丰度平均值最高，均值为2 110个 kg1，其次是北京、山东、河南和安 徽，均 值 分 别 为1 246、1 444、632 和 360个 kg1，上海、贵州、重庆、福建和四川土壤微塑料丰度平均值低于 100 个 kg1 对于粮田来说，甘肃土壤微塑料丰度平均值高达5 090个 kg1，其次是黑龙江和江西 果园土壤微塑料丰度虽然较低，但依然呈现一定分布差异 由于多数研究未将农田进一步细分利用类型，吉林、辽宁、云南、西藏、江苏、浙江、湖北、内蒙古、陕西、山西和宁夏等地只列出农田土壤中微塑料的丰度，难以准确对比分析不同地区间特定土地利用类型下的土壤微塑料丰度差异 因此，下一步有必要从建立土壤微塑料数据库，以便有效监测农田土壤可能发生的微塑料污染2农田土壤微塑料来源农田土壤中微塑料的来源主要包括农用塑料薄膜及农田投入品塑料包装、有机肥、污泥、地表径流与农业灌溉、大气沉降和轮胎磨损颗粒等2.1农用塑料薄膜及农田投入品塑料包装塑料薄膜因其显著的经济效益被广泛用于农业生产，其主要成分为 PVC 和 PE 我国是农膜消费大国 国家统计局数据显示，2018 年全国农用薄膜使用量 246.5 万 t，地膜使用量 140.4 万 t，覆盖面积1.77 107hm2(约 2.66 亿亩)，在新疆、山东、内蒙古和甘肃等 9 省区覆盖面积均超过 6.67 105hm2(约1 000万亩)Zhang 等51 研究发现，我国每年有18.6%的农膜留在农田土壤中，西北和黄土高原地区土壤塑料残膜量达 71.9 259.1 kg hm2，当残膜量超过 240 kg hm2时，作物产量会显著下降52 土壤中残留的薄膜会在光照和微生物等外力作用下逐渐破碎分解成微塑料53，并且微塑料残留量会随着地膜使用年限增加而增加33 此外，中国作为农业大国，化肥和农药使用量大，塑料包装废弃物产生量大 据统计，2018 年化肥包装废弃物每年达 15 万t，2019 年农药废弃包装多达 1010个54，大部分为塑料材质，多数残留在田间地头或附近水体，回收难度大，最终会分解成微塑料并通过灌溉等形式进入农田 因此，需要加强残膜和农田投入品塑料包装的回收和监管2.2有机肥的使用有机肥是农业生产过程中重要的投入品，在菜田中使用较为广泛 我国在推进果菜茶有机肥替代化肥行动以来，有机肥应用更加广泛 然而，有机肥也是土壤微塑料的重要来源 德国学者调查发现有机肥中含粒径大于 1 mm 的塑料碎片丰度达到 14 895 个 kg1 55，进一步发现粒径 0.5 mm 的微塑料含量达到 2.38 180 mg kg1 56，更有学者发现有机肥中塑料高达1 200 mg kg1 57 尽管如此，上述有机肥中统计的数据仍未将 0.5 mm 以下的微塑料计算在内 澳大利亚和德国分别制定了相关标准，澳大利亚允许有机肥中存在 0.5%的硬质塑料和0.05%的轻质塑料，德国则允许有机肥中含有0.1%的 塑 料(未 考 虑 粒 径 小 于 2 mm 的 微 塑料)55 我国是有机肥生产和使用大国，据估算，每年由有机肥施用带入的农田土壤微塑料量最高可达26 400 t1 加强有机肥制作原料的监管是限制微塑料进入农田土壤的重要措施2.3污泥的使用污泥含有大量的有机质、大量和中微量元素，在国外通常被当作肥料施用到农田中56 北美和欧洲约有 50%的城市污泥农用，芬兰等国的污泥农用比例高达 80%2 然而，国内外大量研究表明，污泥中含有大量的微塑料，其含量范围为1 500 56 000个 kg158 60 常规污泥预处理方法难以有效去除微塑料59，污泥进入土壤后比如导致土壤微塑料丰度增加 据估算，欧洲和北美每年进入农田土壤的微塑料分别达 6.3 104 4.3 105t 和4.3 1043.0 105t2 我国每年通过污泥进入环境中的微塑料约有 1.56 1014个 限制含高丰度微塑料的污泥农用是防控农田土壤微塑料增加的另一重要举措2.4地表径流和农业灌溉地表径流、渗透和农业灌溉是微塑料进入农田土壤中的一个重要途径 Pion-Colin 等61 研究发现墨西哥 Tijuana 地区雨水径流中微塑料丰度为 66 191 个 L1，据此估算得出雨水径流中微塑料的年排放量为 8 105 3 106个 hm2，该部分径流可直接或通过渗透进入农田土壤 全球范围内，农业灌溉水源包括地表水、地下水和净化污水 我国在长江和翻阳湖等大型地表水体均有微塑料的发现62 64，例如，重庆至宜昌江段长江水体中微塑料丰度为 46.7 204 个 L1，鄱阳湖中表面水体微塑料丰度为 5 34 个 L1，青藏高原地区河流表层水7732环境科学44 卷同样 发 现 微 塑 料 的 存 在，丰 度 为 0.48 0.97个 L1 65 美国的伊利诺伊州地下水中微塑料污染的最高丰度可达 15.2 个 L1 66 据统计，全球目前有 2 107hm2的农田使用污水(含未处理和部分处理)进行灌溉，而经处理厂处理后的污水也不能完全拦截去除微塑料，微塑料丰度仍可达到 1个 L1 所以，需要从源头上切断微塑料进入水体的途径2.5大气沉降大气沉降也是微塑料进入农田土壤的途径之一 Allen 等67 研究发现微塑料通过大气传输的距离可高达 95 km，并且数量惊人 巴黎地区大气环境中每天沉降的微塑料为 29 280 个 m2，每年沉降的微塑料可达到 3 10 t，其中纤维状占比达 90%我国烟台大气中微塑料的年沉降量高达 1.46 105个 m2 68，东莞和上海等城市也发现大气中存在纤维状的微塑料69 然而，目前有关微塑料在大气和土壤之间传输的相关性研究相对较少，未来需加强探索2.6轮胎磨损颗粒随着经济社会的发展和农业机械的普及，人均汽车和各类农业机械保有量持续增加，轮胎磨损颗粒在土壤中也逐渐被发现70 72 有研究表明，轮胎颗粒可从道路扩散至100 m 远的土壤73，约有74%的轮胎磨损颗粒直接沉淀进入路边 5 m 以内的土壤74 据估算，全球道路车辆轮胎磨损产生的微塑料量人均达 0.81 kg a1 75，欧盟和美国每年产生的轮胎磨损颗粒分别约为 1.33 106t 和 1.12 106t76 Kole 等77 估算了 2021 年全球的轮胎磨损颗粒年释放量为 7.22 109t，如此数量惊人的轮胎磨损颗粒在土壤中的迁移、转化和危害等方面却鲜有报道，未来亟待加强该方面的研究和探索3农田土壤微塑料行为特征3.1不同利用方式下的农田土壤微塑料含量特征农田利用类型对土壤微塑料丰度有显著影响从不同农田土地利用方式看，覆膜菜田最高(图 1)，为(707 721)个 kg1，棉田、未覆膜粮田和果园土壤微塑料分别为(488 521)、(167 174)和(131140)个 kg1 在青藏高原地区也呈现类似趋势，不同类型土壤的微塑料丰度从高到低分别为:地膜覆盖土壤 大棚土壤 裸露土壤78 即使在同一土地利用类型下，种植方式也影响土壤中微塑料丰度例如，废弃设施大棚土壤中微塑料丰度为(2 216 1 550)个 kg1，高于常规设施大棚(891 317)个 kg1和简易拱棚(632 567)个 kg1 22，大棚内部土壤微塑料丰度高于外部21 此外，值得注意的是，无论种植樟子松还是杨树，土壤中微塑料丰度均随着种植年限的增加显著下降79，这给土壤微塑料污染治理提供了有益的启示，可以通过改变农田利用方式防治土壤微塑料污染图 1不同利用方式下农田土壤中微塑料丰度Fig 1Abundance of MPs in farmland soilsunder different utilization types3.2形状特征微塑料主要存在形态有碎片、纤维、薄膜、颗粒和泡沫(表 1)，在我国 30 省市检出比例分别为93.3%、86.7%、60.0%、33.3%和 13.3%寿光菜田土壤中的碎片、薄膜、纤维、颗粒和泡沫形态微塑料分别占比 46.3%、25.4%、15.1%、12.8%和0.4%28;北京城郊废弃大棚、普通温室大棚和拱棚土壤中微塑料以碎片形态为主，分别占比74.3%、47.1%和 68.2%27 陕西农田土壤中微塑料以纤维、碎片和薄膜为主，平均占比达 43.8%、27.4%和 20.2%，颗粒形态微塑料仅占 8.1%49，79 在青藏高原地区，设施菜田土壤、覆膜土壤和未覆膜土壤中薄膜形态微塑料占比最高，分别占比 33%、36%和 29%，其次是纤维和碎片形态微塑料，泡沫和颗粒形态微塑料形态占比最低41 Van Den Berg等20 研究发现西班牙农田土壤微塑料以碎片形态为主，占比超过 80%，且使用污泥后土壤微塑料会显著下降 德国农田土壤微塑料薄膜和碎片均占比43.75%、纤维占比 12.50%17 巴基斯坦农田土壤微塑料以 纤 维 为 主，占 比 达 64%，其 次 是 薄 膜(28%)、碎 片(7%)、泡 沫(0.75%)和 颗 粒(0.25%)25 农田土壤中微塑料形态差异较大的原因可能与其来源不同有关，可进一步加强微塑料来源与农田土壤中微塑料形态相关性的研究3.3聚合物组成特征农田土壤中微塑料聚合物形态主要包括 PE、PP、PS 和 PVC 等(表 1)，在 30 省市检出比例分别为 80.0%、73.3%、50.0%和 40.0%en 等32 对我国 19 省市农田土壤微塑料聚合物形态进行分析发现，微塑料以 PE 和 PVC 为主，两者占比超过95%北京城郊设施菜田土壤微塑料中聚合物以 PP87324 期薄录吉等:农田土壤微塑料分布、来源和行为特征和 PE 为主，分别占比 37.1%和 15.0%27;寿光设施菜田土壤微塑料 聚 合 物 略 有 不 同，PE 占 比39.7%，PP 和 EPC 两者占比 45.0%28 陕西农田土壤微塑料中 PP、PE、PS、PVC 和 PET 分别占比53.1%、24.8%、15.9%、5.5%和 0.67%79;青藏高原地区农田土壤微塑料聚合物以 PP 和 PE 为主，分别 占 比 50.5%和 22.0%，PET 和 PS 均 占 比8%78 瑞士农田土壤微塑料聚合物以 PE 为主，占比高达 88%24;Kim 等21 研究了韩国温室大棚内外土壤、稻田和覆膜农田的微塑料聚合物形态，其中，温室大棚内土壤 微 塑 料 聚 合 物 形 态 为 PE(68%)、PET(15%)和 PP(11%)，棚外 3 种聚合物形态为 PP(40%)、PE(27%)和 PET(20%)，稻田土壤微塑料聚合物形态为 PE(61%)、PP(18%)和PET(9%)，覆膜农田土壤微塑料聚合物形态为 PP(31%)、PE(21%)、PET(10%);除此以外，不同形态微塑料中聚合物类型有显著差异，如陕西农田土壤碎片和薄膜形态微塑料中 PE 和 HDPE 占比79.1%和21.9%，纤维形态微塑料中 PP、PET 和 PE分别占比 65.2%、20.9%和 13.9%，颗粒形态微塑料中 PS 占比 100%49 韩国不同类型农田土壤微塑料形态中聚合物也呈现显著差异21 造成农田土壤中微塑料组成差异大的原因可能也与其来源有关3.4尺寸特征农田土壤中微塑料丰度随颗粒变小而增加 北京城郊菜田土壤中 0 1 mm 和 1 2 mm 微塑料平均占比为43.0%和35.1%，2 5 mm 微塑料累计占比 21.9%27 寿光菜田土壤在 0 0.5 mm 占比达到 65.2%，0.5 1.0 mm 占比19.2%，1.0 2.0 mm和 2.0 5.0 mm 分别占比 9.7%和 5.9%28 陕西农田土壤微塑料 0 0.5 mm 占比达到 79.7%84.2%，0.5 1 mm 微塑料占比 8.16%11.6%，2 5mm 微 塑 料 累 计 占 比 仅 为 3.42%8.70%49，79 青海省农田土壤 0 0.5、0.5 1 和 12 mm 微塑料分别占比 50%、33%和 17%42 青藏高原区温室土壤、覆膜土壤和粮田土壤中0 0.5mm 微塑料分别占比71%、62%和61%，0.5 1 mm微塑料分别占比 17%、27%和 24%41 西班牙学者Berg 等20 研究发现与未使用污泥相比，污泥农用能增加 0 0.5mm 低密度微塑料的比例，提高约5.4%，但会降低高密度微塑料的比例，降低比例达13.3%3.5迁移特征微塑料进入土壤后，会在耕作、淋溶、生物扰动和重力作用下发生迁移 农业频繁耕作会导致微塑料在土壤表层向深层迁移80 通常耕作条件下，土壤微塑料丰度随着深度的增加而降低28，41;然而，也存在深层土壤微塑料丰度高于表层土壤的现象 以设施农田为例，废弃设施大棚和常规设施大棚0 10 cm 土壤中微塑料丰度分别为(827 261)个 kg1和(560 52.9)个 kg1，10 20 cm 土壤微塑料丰度为(1 073 306)个 kg1和(720 111)个 kg1 27;不同覆膜年限棉田土壤中微塑料丰度随着土壤深度(0 5、5 20 和 20 40 cm)的增加均呈现先增加后下降的趋势33;此外，还发现土壤微塑料丰度随着深度(0 5、5 10 和 10 25 cm)的增加无显著变化28 和微塑料随着深度(0 5、510 和 10 15 cm)的增加而增加23 的现象，这可能是不同耕作方式所致，翻耕更有利于微塑料向深层土壤迁移，而浅耕、旋耕或耙地可导致微塑料颗粒分布在整个耕作层中80 微塑料在雨水淋溶和重力作用下可通过土壤孔隙发生自然的纵向迁移17，81，并且干湿交替可加速微塑料向下运移82 有研究发现，直径为 0.53 m和 3.7 m 的微塑料颗粒可通过淋溶移动至 70 cm以上的深层土壤，粒径范围为 0.1 6 mm 的微塑料颗粒同样可通过淋溶作用发生垂直移动83 O Connor 等82 利用我国 347 个城市的气象信息进一步估算了 100 a 后土壤中微塑料的迁移深度，平均渗透深度达 5.24 m，Nizzetto 等84 采用 INCA-污染物理论模型发现残留在土壤中的微塑料比例为16%38%，其余大部分微塑料最终会从土壤中迁移进入水体，成为水环境中微塑料污染的来源，从而提高水体中微塑料生态风险85 因此，微塑料在土壤和水体之间的迁移仍是未来研究的重点生物(动物、植物和微生物)扰动可驱动土壤中微塑料发生迁移 微塑料在蚯蚓体表的外部附着和被蚯蚓摄入和排泄可以驱动微塑料发生迁移，14 d内其迁移距离可达约 18 cm86 螨虫及跳虫等土壤动物的活动也有利于微塑料在土壤中的迁移，并且当跳虫的捕食-被捕食关系存在时，微塑料在土壤的迁移能力显著增加，而相比跳虫，甲螨对微塑料迁移的促进效果更强87 植物则主要通过根系运动、根系扩张和根系吸水等影响土壤中微塑料的运移，当根系分解时，可产生近似于根系的大孔隙，有利于土壤中微塑料的迁移 除动物和植物外，微生物也影响微塑料在土壤中的迁移，铜绿假单胞菌、乳酸菌等细菌可附着在微塑料表面降低其迁移能力88，但另一方面细菌的生长基质又能掩蔽微塑料的沉积位点，提高其迁移能力89 而微塑料的迁移会进一步影响土壤中微生物的生物量90 9732环境科学44 卷4展望(1)土壤中微塑料的分离、提取和检测方法的标准化研究土壤中微塑料在分离提取和检测手段上缺乏统一标准，难以科学客观地比较不同地区土壤中的微塑料含量水平，应针对不同性质土壤开展不同类型微塑料的分离提取与检测的方法学研究，并建立标准化技术规范(2)农田土壤中微塑料数据库的建立和安全阈值研究基于土壤污染难治理性的特点，农田土壤中的微塑料难以在短期内完全去除，应建立土壤微塑料数据库，研究影响农业生产和保障生态安全和人体健康的微塑料安全阈值，以便有效监测和控制农田土壤微塑料污染(3)农田土壤中微塑料的溯源、迁移和转化规律研究明确农田土壤中微塑料的来源和贡献，揭示微塑料在土壤中的迁移和转化规律，建立微塑料在土壤中的迁移转化模型，预测微塑料在土壤的污染行为特征，为防控微塑料污染和技术研发提供依据(4)土壤中微塑料的潜在生态风险和潜在人体健康风险研究研究不同种类微塑料对土壤理化性质、微生物、植物和动物的影响，明确微塑料在土壤中的潜在生态风险;研究微塑料在食物链中的富集和传递效应，明确其潜在的人体健康风险(5)土壤微塑料污染修复技术研究研发土壤微塑料污染源头控制技术和降解修复技术，构建农田土壤微塑料污染风险管控和治理的技术体系参考文献:1骆永明，周倩，章海波，等 重视土壤中微塑料污染研究防范生态与食物链风险 J 中国科学院院刊，2018，33(10):1021-1030Luo Y M，Zhou Q，Zhang H B，et al Pay attention to researchon microplastic pollution in soil for prevention of ecological andfood chain risksJBulletin of the Chinese Academy ofSciences，2018，33(10):1021-10302Nizzetto L，Futter M，Langaas S Are agricultural soils dumps formicroplastics of urban origin?J Environmental Science Technology，2016，50(20):10777-107793Horton A A，Walton A，Spurgeon D J，et al Microplastics infreshwater and terrestrial environments:evaluating the currentunderstanding to identify the knowledge gaps and future researchprioritiesJ Science of the Total Environment，2017，586:127-1414郝爱红，赵保卫，张建，等 土壤中微塑料污染现状及其生态风险研究进展 J 环境化学，2021，40(4):1100-1111Hao A H，Zhao B W，Zhang J，et al esearch progress onpollution status and ecological risk of microplastics in soilJ Environmental Chemistry，2021，40(4):1100-11115冯雪莹，孙玉焕，张书武，等 微塑料对土壤-植物系统的生态效应J 土壤学报，2021，58(2):299-313Feng X Y，Sun Y H，Zhang S W，et al Ecological effects ofmicroplastics on soil-plant systemsJ Acta Pedologica Sinica，2021，58(2):299-3136杨杰，李连祯，周倩，等 土壤环境中微塑料污染:来源、过程及风险J 土壤学报，2021，58(2):281-298Yang J，Li L Z，Zhou Q，et al Microplastics contamination ofsoil environment:sources，processes and risks J ActaPedologica Sinica，2021，58(2):281-2987Massos A，Turner A Cadmium，lead and bromine in beachedmicroplasticsJ Environmental Pollution，2017，227:139-1458Li L Z，Luo Y M，Li J，et alEffective uptake ofsubmicrometre plastics by crop plants via a crack-entry modeJNature Sustainability，2020，3(11):929-9379姬庆松，孔祥程，王信凯，等 环境微塑料与有机污染物的相互作用及联合毒性效应研究进展J 环境化学，2022，41(1):70-82Ji Q S，Kong X C，Wang X K，et al The interaction andcombined toxic effects of microplastics and organic pollutants inthe environment:a review J Environmental Chemistry，2022，41(1):70-82 10邵博群，庞蕊蕊，李烨，等 微塑料和其他新兴污染物相互作用研究进展J 环境科学与技术，2021，44(7):214-222Shao B Q，Pang ，Li Y，et alesearch progress oninteractionbetweenmicroplasticsandotheremergingcontaminantsJ Environmental Science Technology，2021，44(7):214-222 11胡婷婷，陈家玮 土壤中微塑料的吸附迁移及老化作用对污染物环境行为的影响研究进展J 岩矿测试，2022，41(3):353-363Hu T T，Chen J W A