近日，資源與環(huán)境學(xué)院朱魯生教授團(tuán)隊(duì)在《Journal of Hazardous Materials》在線發(fā)表了題為“Polyethylene mulch film-derived microplastics enhance the bioaccumulation of atrazine in two earthworm species (Eisenia fetidaand Metaphire guillelmi) via carrier effects”的研究論文。碩士研究生宋文慧為該論文的第一作者，李冰副教授和朱魯生教授為該論文的通訊作者。

地膜因具有保溫、保濕、抑制雜草生長(zhǎng)以及提高作物產(chǎn)量等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。目前，地膜的生產(chǎn)原料多為高分子化合物聚乙烯，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中難以降解。加之當(dāng)前殘留地膜回收再利用技術(shù)和機(jī)制欠缺，導(dǎo)致隨著地膜使用量及覆蓋面積的不斷擴(kuò)大，地膜殘留問(wèn)題日益突出。殘留在土壤中的大塊地膜在太陽(yáng)輻射、風(fēng)化、機(jī)械破碎以及微生物降解等共同作用下能夠進(jìn)一步破碎、裂解形成微塑料。

作為一類(lèi)新型環(huán)境持久性污染物，微塑料不僅自身被發(fā)現(xiàn)具有潛在不良生態(tài)效應(yīng)，其對(duì)共存污染物的環(huán)境行為和生物有效性也會(huì)產(chǎn)生重要影響。該研究發(fā)現(xiàn)莠去津在土壤、未老化聚乙烯地膜源微塑料（MFMPs）和田間老化聚乙烯地膜源微塑料（MFMPs-aged）上的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合效果較好（R2>0.990）；Langmuir模型（R2>0.990）和Freundlich模型（R2>0.987）均能較好地?cái)M合莠去津在土壤、MFMPs和MFMPs-aged上的吸附過(guò)程，但Langmuir模型具有更好的擬合效果；莠去津在土壤、MFMPs和MFMPs-aged上的理論最大吸附容量呈現(xiàn)出MFMPs-aged>MFMPs>土壤的規(guī)律，表明微塑料對(duì)莠去津的吸附能力高于土壤，并且田間老化過(guò)程顯著增加了微塑料對(duì)莠去津的吸附能力。土壤、MFMPs和MFMPs-aged在模擬蚯蚓消化液中對(duì)莠去津的解吸量和解吸率均顯著高于CaCl2溶液，并且在不同背景溶液中土壤、MFMPs和MFMPs-aged對(duì)莠去津的解吸量和解吸率均呈現(xiàn)出MFMPs-aged>MFMPs>土壤的規(guī)律。

向土壤中添加MFMPs和MFMPs-aged增加了土壤對(duì)莠去津的吸附-解吸能力，并且增加程度受微塑料添加量和田間老化過(guò)程的影響。具體而言，隨著微塑料添加量的增加，吸附-解吸能力增加效果更加顯著；而在相同微塑料添加量下，添加MFMPs-aged后，大部分土壤-微塑料復(fù)合體系對(duì)莠去津的吸附-解吸能力較添加MFMPs顯著提高。不同處理組蚯蚓體內(nèi)莠去津濃度均呈現(xiàn)出隨時(shí)間先升高后降低的趨勢(shì)；對(duì)比蚯蚓體內(nèi)莠去津最高濃度可以發(fā)現(xiàn)，MFMPs處理組蚯蚓體內(nèi)莠去津濃度較未添加微塑料的染毒對(duì)照組高，但不顯著，而MFMPs-aged處理組蚯蚓體內(nèi)莠去津濃度則較MFMPs處理組和未添加微塑料的染毒對(duì)照組顯著升高，表明MFMPs和MFMPs-aged的添加促進(jìn)了莠去津在蚯蚓體內(nèi)的富集，并且MFMPs-aged促進(jìn)程度更顯著。

該研究揭示了地膜源微塑料對(duì)土壤中莠去津吸附-解吸行為及生物富集的影響及機(jī)制，可為全面評(píng)價(jià)土壤環(huán)境中微塑料與其他典型農(nóng)藥復(fù)合污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

圖1. 地膜源微塑料對(duì)土壤中莠去津吸附-解吸行為及生物富集的影響及機(jī)制

該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.131603

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波