作者：劉鑫蓓，董旭晟，解志紅，馬學(xué)文，駱永明

單位：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室；山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與生理實(shí)驗(yàn)室；山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司；中國(guó)科學(xué)院土壤環(huán)境與污染修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（南京土壤研究所）

卷期：《土壤學(xué)報(bào)》2022年第59卷第2期

生態(tài)效應(yīng)主要指各種人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的污染和破壞，從而引起生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的轉(zhuǎn)變。微塑料因?yàn)槠涑志眯?、多樣性和豐富性會(huì)對(duì)土壤環(huán)境造成很大的影響。土壤微塑料的生態(tài)效應(yīng)主要來(lái)自三個(gè)方面：塑料的主要成分、塑料合成過(guò)程中的添加劑、在環(huán)境中吸收的污染物。

由于顆粒大小不一且密度與土壤顆粒不同，微塑料會(huì)直接改變土壤的物理性質(zhì)。小顆粒的微塑料可以很輕易地被土壤中的生物群體吸收，甚至有可能在食物鏈中累積。此外，微塑料較大的表面積也提供了吸附土壤中污染物的媒介，從而使污染物在這些顆粒上富集。因此，土壤中微塑料既可以被認(rèn)為是環(huán)境污染物，也可以被認(rèn)為是環(huán)境污染物的媒介。

微塑料可能會(huì)通過(guò)飲食、飲水和呼吸等方式進(jìn)入動(dòng)物體和人體。除了通過(guò)沿食物鏈層級(jí)傳遞外，土壤微塑料還能通過(guò)揚(yáng)塵的方式擴(kuò)散到空氣中，從而被食物鏈中不同層次的動(dòng)物通過(guò)呼吸吸入到體內(nèi)。一旦微塑料進(jìn)入生物體內(nèi)后，可能會(huì)進(jìn)入生物體內(nèi)的循環(huán)系統(tǒng)，從而在動(dòng)物體內(nèi)各處沉積。盡管在哺乳動(dòng)物上微塑料進(jìn)入機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)的研究較少，但是在貝類(lèi)的研究上，已經(jīng)證明微塑料可以進(jìn)入生物體的循環(huán)系統(tǒng)。

目前針對(duì)體積較大的塑料污染的處理方法包括回收利用、填埋、熱降解、機(jī)械降解和生物降解等。土壤中微塑料的顆粒較小，已經(jīng)廣泛融入到土壤環(huán)境中的各處，無(wú)法進(jìn)行回收或者富集。由于很難大面積進(jìn)行自然環(huán)境的溫度的改變，想要像處理常規(guī)塑料垃圾一樣，使用熱降解的方法處理微塑料幾乎是不可能的。因此，研究人員主要關(guān)注使用生物降解的方法對(duì)土壤中微塑料實(shí)現(xiàn)降解，利用土壤中生物自身的運(yùn)動(dòng)、繁殖能力，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的微塑料降解。與其他方式相比，生物降解也更加安全、環(huán)保，有利于增加環(huán)境對(duì)污染的自潔能力。目前研究發(fā)現(xiàn)，土壤中的昆蟲(chóng)、細(xì)菌和真菌均具有降解微塑料的能力，這些生物也均能成為解決土壤微塑料污染很好的對(duì)策。

無(wú)論是真菌還是細(xì)菌，微生物降解微塑料的本質(zhì)是各種降解酶，因此很多學(xué)者，著手于通過(guò)直接的酶合成的方式進(jìn)行微塑料的降解。塑料降解酶按照其作用位置可以分為胞外酶和胞內(nèi)酶，胞外酶能參與塑料聚合物長(zhǎng)碳鏈的解離，使其形成低聚物或二聚體從而能被微生物吸收到細(xì)胞內(nèi)，被吸收到微生物體內(nèi)后，胞內(nèi)酶會(huì)進(jìn)一步將這些低聚物進(jìn)行分解。但由于微塑料降解酶的研究還剛剛起步，只有為數(shù)不多的研究對(duì)微生物降解過(guò)程中的酶進(jìn)行了調(diào)查，而關(guān)注的重點(diǎn)也主要集中在胞外酶。

圖1 土壤中微塑料的生態(tài)效應(yīng)與生物降解