成都生物所在解析青藏高原农田生态系统微塑料分布特征领域获得新进展

【字体: 时间:2024年11月29日 来源:中国科学院成都生物研究所

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  本研究有助于青藏高原农田生态系统的可持续管理和高质利用,研究结果以“Occurrence characteristics and ecological impact of agricultural soil microplastics in the Qinghai Tibetan Plateau, China”为题发表在Journal of Hazardous Materials上

  

微塑料通常指直径小于5 mm的塑料,在极地、海洋、淡水、土壤甚至是大气等自然环境中广泛存在,被认为是一种重要的环境污染物。目前,国内外关于微塑料污染的研究主要集中在海洋、淡水湖和河流等水生生态系统中,有关农业土壤和陆地生态系统中微塑料污染的了解相对较少。农田土壤是陆地生态系统的重要组成部分,其在陆地环境微塑料沉积和转运方面起着至关重要的作用。青藏高原作为世界上生态环境独特的重要区域,是亚洲众多河流的发源地,被誉为世界屋脊、亚洲水塔、全球变化的晴雨表、生物多样性基因库,是世界上较少受到人为干扰的区域,这些区域是否受到微塑料污染?如受到微塑料污染,污染现状如何?这些问题尚不清楚。因此,开展青藏高原地区农田土壤微塑料分布特征的研究,有助于了解青藏高原微塑料污染现状,深入理解微塑料的环境影响和生态风险,助力青藏高原微塑料污染的防控和治理。

基于此,中国科学院成都生物研究所博士研究生白笑云在导师潘开文研究员和张林副研究员的指导下,以青藏高原农田土壤为研究对象,探讨青藏高原地区农田土壤中微塑料的分布特征及其生态风险。结果表明,研究区土壤样品中微塑料含量为16.67-950个/千克干土;其中,西藏自治区城关区(CG)土壤样品中的微塑料丰度最高,平均611.11个/千克干土(图1)。微塑料的主要类型有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)(图2)。此外,不同地区和栽培条件下的微塑料多样性和生态风险存在显著差异,风险评估模型显示,农业土壤显示出相对较高的聚合物风险(47%的区域风险等级为三级)(图3)。除受外在因素的影响外,微塑料的多样性还对微塑料污染的风险起着内在调节作用。本研究阐明了青藏高原农田生态系统中微塑料的种类、尺寸、颜色、类型和丰度特征,研究表明,与其他区域相比,青藏高原受到微塑料污染的影响很小,青藏高原仍然是世界上少有的一片净土,反映了青藏高原农田生态保护取得的重要成绩。研究结果也显示:青藏高原农田生态系统已出现微塑料的沉积,因此,需要加强塑料制品的合理使用和回收利用,防止微塑料污染的加剧和扩散。

本研究有助于青藏高原农田生态系统的可持续管理和高质利用,研究结果以“Occurrence characteristics and ecological impact of agricultural soil microplastics in the Qinghai Tibetan Plateau, China”为题发表在Journal of Hazardous Materials上。该研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0303)的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136413

图1 (a) 研究地点的代表性景观图。(b)西藏(XZ)和青海(QH)对照组(露天邻近农田)和试验组(设施农田)土壤中微塑料的丰度分布。

(c) 和(d)分别表示西藏和青海各采样点的微塑料丰度。

图2 青藏高原地区各采样点土壤中微塑料的尺寸(a)、形状(b)、颜色(c)和类型(d)。

图3 青藏高原地区各采样点的聚合物风险指数PHI (a)和污染负荷指数PLI (b)生态风险。

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