土壤微塑料污染的生态效应

土壤环境中微塑料积累量大且不易降解,因此微塑料长期残留对土壤生态系统的影响已引起广泛关注。通过收集近年来有关土壤微塑料污染及其效应相关的文献,全面系统介绍了土壤微塑料积累后,土壤物理环境的变化、土壤动物摄入及其肠道微生物的响应、土壤微生物和土壤酶活性响应、以及植物对微塑料的吸收及其效应等方面的最新研究进展。现有研究结果表明:微塑料污染对土壤容重、团聚体组成和持水性等土壤物理性质有明显改变,而这些改变是影响土壤酶活性、微生物群落组成、甚至植物生长的关键因素。也有一些研究关注土壤无脊椎动物(如蚯蚓Lumbricus terrestris、跳虫Folsomia candida等)对微塑料在土壤中迁移的影响。同时,微塑料也会被这些土壤动物所摄食,并导致土壤动物体内肠道微生物群落组成的变化以及对其生长产生影响。此外,微塑料在陆地生态系统食物链中的积累及其效应也受到关注,比如,被蚯蚓摄食的微塑料可通过鸡Gallus gallus domesticus摄食蚯蚓进入鸡体内积累。在系统介绍土壤微塑料污染生态效应的研究进展基础上,结合微塑料组成与性质的复杂性以及当前研究的不足,提出4个未来研究方向:①建立土壤微塑料污染毒理学诊断的标准化方法体系;②研究土壤微塑料与微生物、植物和土壤动物之间的作用机理;③揭示微塑料与物质转化之间的关键微生物学机制;④开展不同土壤生态系统中的“塑料圈”研究。这些研究成果可为评估土壤微塑料污染的生态效应提供科学支撑。

水分调控下4种水生植物对重金属的吸附与富集作用

[目的]研究水生植物对土壤重金属的吸附与富集能力。[方法]选用美人蕉、黄花鸢尾、旱伞草、再力花4种湿地植物进行盆栽试验,比较其对土壤中4种重金属Cu、Zn、Pb、Cd的富集特性,分析4种水生植物体内重金属的富集与迁移特征,研究4种水生植物地上部分和地下部分重金属的动态分布,评价其对土壤中重金属的综合去除能力。[结果]干湿交替处理不仅降低了植物的迁移系数也改变了重金属的富集能力;干湿交替处理促进了美人蕉、黄花鸢尾、再力花对Cu、Zn、Pb、Cd的富集,抑制了旱伞草对4种重金属的富集;水淹处理4种水生植物对重金属的迁移系数明显高于干湿交替处理。[结论]对于Cu、Zn、Pb、Cd污染的土壤利用美人蕉、黄花鸢尾和再力花进行修复时适合水淹种植,利用旱伞草进行修复时水淹和干湿交替均可。

设施农业土壤微塑料污染及其对细菌群落多样性的影响

设施农业土壤普遍使用塑料薄膜覆盖和施加大量有机肥,可能成为微塑料污染区.对杭州湾沿岸集中连片设施农业区54个表层土壤样品的调查研究表明,黑色地膜覆盖土壤中微塑料丰度普遍高于透明棚膜、棚膜与地膜结合覆盖土壤,微塑料最高丰度可达1560个/kg,聚乙烯薄膜类微塑料普遍存在.进一步通过聚乙烯微塑料污染土壤暴露培养29 d的试验结果表明,微塑料的添加会一定程度抑制土壤细菌群落丰富度的恢复.16S r RNA高通量测序结果显示,土壤细菌群落结构的改变不随微塑料暴露量的增加而加剧,1%暴露量时聚乙烯微塑料对土壤细菌群落结构的影响比5%暴露量时更为显著;土壤中的微塑料暴露主要使鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)、黄色单胞菌目(Xanthomonadales)、丙酸杆菌目(Propionibacteriales)、Chitinophagales、鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales)和黄杆菌目(Flavobacteriales)等相对丰度显著上升,而未分类的放线菌目(unclassified Actinobacteria)、β-变形菌目(Betaproteobacteriales)、粘球菌目(Myxococcales)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)等相对丰度显著下降;KEGG代谢通路预测显示土壤微塑料污染可能会影响异黄酮等次级代谢产物的生物合成,促进多环芳烃的降解.未来需进一步从相关功能基因角度探讨微塑料污染对土壤中养分和外源污染物生物转化的影响.