作者：祝葉華

　　編輯：Yuki

　　塑料汙染是全球性問題。塑料汙染在水環境(海洋和淡水)中的問題日益受到重視，得到廣泛報道和關(guan) 注。相比之下，土壤生態係統的塑料汙染有些被忽視。但迄今為(wei) 止的研究結果著實令人擔憂:塑料碎片幾乎遍布世界各地，土壤塑料汙染比海洋塑料汙染要嚴(yan) 重得多——根據環境的不同，估計要高出4~23倍[1]。

　　被忽視的土壤塑料汙染

　　與(yu) 海洋塑料汙染相比，人們(men) 對土壤塑料汙染及其可能造成的影響知之甚少。

　　自塑料發明以來，人類已經產(chan) 生了83億(yi) 噸塑料，其中有63億(yi) 噸變成了塑料垃圾。農(nong) 用地膜破碎、有機肥施用、汙水灌溉、汙泥農(nong) 用、大氣沉降以及地表徑流等是土壤中塑料汙染的來源。這些垃圾廢物中，有79%被埋在垃圾填埋場或最終進入大自然。如果沒有更好的回收基礎設施和技術，繼續按照目前的生產(chan) 速度發展下去，到2050年，將有120億(yi) 噸塑料被扔進垃圾填埋場和自然界。

　　更為(wei) 嚴(yan) 峻的是，大部分塑料會(hui) 分解成小於(yu) 5毫米的微塑料，更甚者是進一步分解成小於(yu) 0.1微米的納米顆粒進入環境，危害生態係統。以汙泥農(nong) 用為(wei) 例來看，汙水中80%到90%的顆粒會(hui) 殘留在汙泥中，這些汙泥被用作農(nong) 田肥料後，就意味著每年有數千噸的微塑料進入土壤[2]。這僅(jin) 是土壤塑料汙染來源的一個(ge) 分項，如果將進入陸地生態係統中所有塑料加起來，數量可能會(hui) 相當“可觀”。

　　農(nong) 田裏的白色汙染

　　使用塑料覆蓋物種植農(nong) 作物，始於(yu) 上世紀70年代末的中國，被稱為(wei) “白色革命”，這些塑料蓋膜通常由聚乙烯組成，它們(men) 有助於(yu) 節水、除草、提高土壤溫度，可以讓農(nong) 民在沙漠般的條件下種植經濟作物和穀物，有效地將農(nong) 作物產(chan) 量提高20%到60%。

　　被塑料薄膜覆蓋的農(nong) 田｜JIE ZHAO/GETTY IMAGES

　　地膜覆蓋在我國農(nong) 業(ye) 生產(chan) 中發揮了重要作用，特別是用在蔬菜種植中，但大量的地膜殘留可在土壤中積累。2015年我國農(nong) 用塑料薄膜使用量達到260.36萬(wan) 噸，其中地膜使用量為(wei) 145.5萬(wan) 噸，約占世界地膜使用總量 90% ；地膜覆蓋麵積達到1833萬(wan) 公頃以上，但農(nong) 田地膜回收率不到60%[3]。不僅(jin) 是中國，中東(dong) 、歐洲和北美的其他國家也在使用塑料覆蓋。

　　在不使用塑料覆蓋的地區，有些農(nong) 民會(hui) 使用微塑汙泥作為(wei) 肥料，處理過的廢水也是農(nong) 田灌溉的重要水源，所以汙泥和市政汙水也是農(nong) 田白色汙染的重要來源。國際上對汙水處理廠中微塑料的調查發現，約 90%的微塑料在汙水處理後積累到汙泥中。在對的北美和歐洲汙泥農(nong) 用情況進行估算後發現，大約50%的汙泥用於(yu) 農(nong) 業(ye) 生產(chan) 。北美地區每年通過汙泥農(nong) 用進入土壤中的微塑料量為(wei) 6.3~43 萬(wan) 噸，歐洲為(wei) 4.4~30萬(wan) 噸[1]。中國每年的汙泥產(chan) 生量約在3000~400萬(wan) 噸，農(nong) 業(ye) 利用率雖然不到10%，但仍在逐年增加[4]。

　　意外的汙染：煙頭裏的塑料

　　香煙過濾嘴(煙蒂)是目前地球上最豐(feng) 富的人為(wei) 垃圾，然而很少有人知道它們(men) 也會(hui) 對陸地生態係統造成環境。

　　亂(luan) 丟(diu) 煙頭｜Pixabay

　　亂(luan) 丟(diu) 煙頭已經成為(wei) 一種司空見慣的行為(wei) ，許多吸煙者認為(wei) 煙頭會(hui) 很快被生物降解，並不認為(wei) 它們(men) 是垃圾。事實上，這種過濾器是由一種生物塑料製成的，需要幾年甚至幾十年才能分解。全球每年數以萬(wan) 億(yi) 計被扔掉的煙頭會(hui) 阻止植物生長，這些煙頭埋在地裏10多年都不會(hui) 腐爛。一項研究中發現，香煙末端的塑料過濾器阻止了黑麥草和三葉草的正常生長。三葉草不僅(jin) 對蜜蜂至關(guan) 重要，同時也能吸收來自柴油廢氣的汙染。黑麥草則是一種牧草，非常適合一些牲畜食用。

　　黑麥草｜wikidata.org

　　研究人員在溫室中進行了一項實驗，以評估普通香煙或薄荷香煙的過濾嘴對黑麥草(多年生黑麥草)和三葉草(白三葉草)生長發育的影響。21天後發現，在裝有香煙過濾器的花盆中生長的三葉草種子減少了27%，發芽的黑麥草籽減少了10%。當三葉草的嫩枝暴露在香煙過濾器中時，其長度縮短了28%，而黑麥草葉的嫩枝則縮短了13%。根據重量計算，三葉草的根大約隻有正常數量的一半，人們(men) 擔心塑料垃圾會(hui) 讓它們(men) 難以從(cong) 地麵吸收水分。研究還發現，這些植物的葉綠素含量不平衡，而這種不平衡通常隻在幹旱時期出現。

　　大多數塑料是由醋酸纖維素纖維製成的，其中添加的化學物質——增塑劑使塑料更有彈性，它們(men) 也可能被濾出，對植物早期發育產(chan) 生不利影響[5]。

　　陸地生態係統的隱形殺手

　　在陸地上，近半個(ge) 世紀的塑料覆蓋讓人們(men) 對陸地生態係統的塑料負擔有了初步的了解，隨著土壤中塑料覆蓋殘留物的增加，土壤微生物生物量和微生物的整體(ti) 代謝活動下降[6]；微塑料還可以與(yu) 土壤動物相互作用，影響它們(men) 的健康和土壤功能。以蚯蚓為(wei) 例，當土壤中存在微塑料時，蚯蚓的洞穴會(hui) 發生變化，被微塑料汙染的植物凋落物喂養(yang) 的蚯蚓生長更慢，死亡更早，從(cong) 而影響蚯蚓的健康和土壤條件[7]；另外，暴露在微塑料中的蠕蟲腸道炎症也會(hui) 增加[8]。塑料碎片的表麵也可能攜帶致病微生物，並作為(wei) 傳(chuan) 播疾病的媒介。

　　一般來說，當塑料顆粒分解時，它們(men) 會(hui) 獲得新的物理和化學特性，增加它們(men) 對生物體(ti) 產(chan) 生有毒影響的風險。毒性作用發生的可能性越大，潛在受影響物種的數量和生態功能就越大。像鄰苯二甲酸鹽和雙酚A這樣的添加劑會(hui) 從(cong) 塑料顆粒中濾出。眾(zhong) 所周知，這些添加劑具有激素效應，可能會(hui) 破壞脊椎動物和一些無脊椎動物的激素係統。此外，微塑料納米顆粒可能引起炎症;它們(men) 可能穿越或改變細胞屏障，甚至穿過高度選擇性的膜，如血腦屏障或胎盤。在細胞內(nei) ，它們(men) 可以引發基因表達和生化反應的變化，以及其他一些變化。這些變化的長期影響尚未得到充分的探討。然而，已經有研究表明，當納米塑料通過血腦屏障時，會(hui) 對魚類的行為(wei) 產(chan) 生影響[2]。

　　蚯蚓｜Pixabay

　　土壤生物的存在也會(hui) 擴大塑料在土壤中的擴散範圍，土壤動物能夠影響塑料尤其是微塑料的二次分解和遷移擴散，例如蚯蚓在將土壤表麵的塑料微粒運輸到地下深處的過程中起著重要的作用。隨著蚯蚓在土壤中的活動，蚯蚓取食的微塑料顆粒可以通過表麵吸附、排泄和死亡軀體(ti) 等多種形式擴散到其他區域。蚯蚓活動形成的土壤空隙也會(hui) 有利於(yu) 微塑料在土壤中的二次擴散[9]。微塑料的這種移動可能使其他土壤生物也能接觸到汙染物，盡管沿著土壤食物網進行生物積累的可能性尚未確定。

　　主動出擊而非坐以待斃

　　目前還缺乏確定陸地生態係統中塑料垃圾分布和對陸地生物影響的標準方法，在研究陸地塑料汙染方麵存在一係列挑戰。例如，在土壤中檢測塑料顆粒的微小碎片通常是一個(ge) 困難和勞動密集型的過程。這可能是我們(men) 目前沒有更多關(guan) 於(yu) 它的數據和研究的原因之一。未來如果想更準確地了解塑料對陸地的汙染，以及對人類、野生動物和環境的短期和長期潛在影響，塑料的降解行為(wei) 和微塑料的影響，就需要更好、更標準化的評估方法。

　　塑料製品｜Pixabay

　　雖然環境影響和人類健康風險的問題仍然懸而未決(jue) ，但世界仍然嚴(yan) 重依賴汙染環境的塑料。當人類的健康和環境受到威脅時，可能沒有必要等待科學的確定性來采取保護行動。

　　基於(yu) 現有的星空体育官网入口网站，最好的做法是什麽(me) ?我們(men) 知道塑料在環境中不易降解、納米塑料可以進入細胞。科學家已經觀察到，海洋和陸地的生物已經廣泛攝入或吸收了塑料，塑料攜帶的一些汙染物也隨著食物轉移到這些消費者身上，產(chan) 生了不良影響。風險如此之高，我們(men) 必須參與(yu) 現有的解決(jue) 方案，而不是等待最終的答案。現階段首要任務應該是消除對塑料的不必要使用，改進並堅持使用可生物降解的替代品，最重要的是，充分理解生活在一個(ge) 可塑化的世界裏意味著什麽(me) 。

　　作者名片

　　排版：凝音

　　題圖來源：GETTY IMAGES

　　參考文獻：

　　[1] Nizzetto L, Futter M, Langaas S. Are agricultural soils dumps for microplastics of urban origin? Environmental Science & Technology, 2016, 50: 10777-10779.

　　[2] Anderson Abel de Souza Machado et al, Microplastics as an emerging threat to terrestrial ecosystems, Global Change Biology (2017). DOI: 10.1111/gcb.14020, dx.doi.org/10.1111/gcb.14020.

　　[3] 趙岩, 陳學庚, 溫浩軍(jun) , 等. 農(nong) 田殘膜汙染治理技術研究現狀與(yu) 展望. 農(nong) 業(ye) 機械學報, 2017 , 48 ( 6 ): 1 -14.

　　[4] Yang G, Zhang G, Wang H. Current state of sludge production, management, treatment and disposal in China. Water Research, 2015, 78 :  60-73.

　　[5] Dannielle S. Green, Bas Boots, Jaime Da Silva Carvalho, Thomas Starkey. Cigarette butts have adverse effects on initial growth of perennial ryegrass (gramineae: Lolium perenne L.) and white clover (leguminosae: Trifolium repens L.)[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, DOI: 10.1016/j.ecoenv. 2019.109418.

　　[6] J. Wang et al., “Effects of plastic film residues on occurrence of phthalates and microbial activity in soils,” Chemosphere, 151:171-77, 2016.

　　[7] E. Huerta Lwanga et al., “Microplastics in the terrestrial ecosystem: Implications for Lumbricus terrestris (Oligochaeta, Lumbricidae),” Environ Sci Technol, 50:2685-91, 2016.

　　[8] A. Rodriguez-Seijo et al., “Histopathological and molecular effects of microplastics in Eisenia andrei Bouché,” Environ Pollut, 220A:495-503, 2017.

　　[9] Rillig M C, Ziersch L, Hempel S. Microplastic transport in soil by earthworms[J]. Scientific Reports, 2017, 7（1）: 1362.

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