PVC透明顆粒|警惕！傳統地膜產生的微塑料已遷移到深層土壤中。

PVC透明顆粒|警惕！傳統地膜產生的微塑料已遷移到深層土壤中。

滿山遍野的地膜農業。

研究背景

膜覆蓋技術是現代農業栽培的一把雙刃劍。一方面，它改善了作物生長的水熱條件，促進了作物的早熟和生產。另一方面，長期使用塑料薄膜會導致殘留薄膜在土壤中積累，從而破壞土壤結構，威脅作物產量。隨著時間的推移，殘留的薄膜將破碎分解成較小的微塑料。這些微塑料形狀嬌小，不僅可以隨風飄動，還可以通過淋浴和生物干擾遷移到土壤中。污染能力既有廣度又有深度

材料與方法

本研究基于沈陽農業大學建立的長期膜覆蓋和施肥試驗平臺，調查了聚乙烯膜土壤中塑料和微塑料的污染，探討了氮肥對塑料污染的影響。

研究區為玉米連作，選擇四種處理方法（兩個因素：氮和塑料薄膜，氮包括0和135kgNha-1yr-1，塑料薄膜包括涂層和非涂層），測量0-20cm土壤中大塑料的重量和數量（片數），提取和計數0-100cm土壤中的微塑料，并使用FTIR測量微塑料成分，SEM和EDAX測量微形態和表面元素。并現場測量塑料薄膜的回收率。

研究結果

對于大型塑料，氮肥的施用增加了大型塑料的豐度。氮社區的數量和重量約為不氮社區的10倍和6倍（圖1A、1B）。這是因為氮肥的施用促進了根系的生長，增加了薄膜和根系之間的糾纏，從而阻礙了后薄膜的回收。

圖1。施氮對覆蓋玉米耕層(0-20cm)的長期塑料總量和尺寸分布的影響。A:大塑料數量；B:大塑料重量；C:每個塑料的重量；D:三種塑料的比例(4cm2，4-25cm2，>25cm2)。

在0-100cm剖面中，覆膜對微塑料總貢獻率為33%-56%。施肥增加了土壤中薄膜微塑料的豐度，0-100cm剖面的數量約為未施肥的兩倍(3.7×106vs2.2×106particles/kgsoil，圖2E)。

圖2.施氮長期覆蓋玉米土壤剖面(0-100cm)微塑料數量、類型和深度分布A:微塑料總量；B:薄膜微塑料；C:纖維微塑料；D:顆粒微塑料；E:0-100cm剖面積累的薄膜、纖維和顆粒微塑料數量。

鏡檢觀察到不同顏色(黑、棕、黃、藍、透明)和形狀(薄膜、顆粒和纖維)的微塑料(圖3)。

其中，薄膜微塑料和顆粒微塑料均為透明塑料，纖維塑料包括有色塑料和透明塑料。

薄膜塑料被認定為聚乙烯及其共聚物，包括低密度聚乙烯和線性聚乙烯，證實薄膜微塑料很可能來自塑料薄膜。

纖維微塑料被認定為人造纖維、聚酯對苯二甲酸、聚丙烯、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)和聚酯對苯二甲酸。

顆粒微塑料主要由聚(n-甲基丙烯酰胺)組成。

圖3.長期塑料覆蓋土壤微塑料的紅外光譜和顯微鏡圖像。A:田間使用的聚乙烯塑料地膜；B、C、D:薄膜微塑料；E、F、G、H:纖維微塑料；I:顆粒微塑料。%表示測量的光譜與FTIR光譜庫匹配。

這些薄膜來源微塑料（薄膜微塑料）具有明顯的表面侵蝕特性，表面形狀為溝槽、凹坑和孔洞（圖4A）?？椎谋砻婧屯膺吘壢杂忻黠@的風化痕跡。

圖4.微塑料掃描電子顯微鏡圖像。A:薄膜微塑料，B:纖維微塑料，C:顆粒微塑料。元素光譜是能量色散的x射線光譜。

小結

長期使用塑料薄膜會導致土壤中塑料殘留物的積累。由于傳統的塑料薄膜是由低密度聚乙烯制成的，這種材料不易在土壤中降解，這些塑料殘留物的積累會對土壤造成長期污染。隨著時間的推移，宏觀塑料殘留物將分解成微塑料和納米塑料，這不僅增加了塑料的濃度，而且增加了其生物利用率。

此外，如本研究所示，微塑料和納米塑料可以通過土壤剖面遷移并分布到深層土壤層。本研究評估了長期塑料膜覆蓋土壤中塑料殘留物和剖面分布的特點，探討了氮肥對大塑料和微塑料豐度的影響。為我國農田土壤塑料污染的風險控制和控制提供科學依據。