近日，資源與環境學院朱魯生教授團隊在《Journal of Hazardous Materials》在線發表了題為“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、抑制雜草生長以及提高作物產量等優點而被廣泛應用于農業生產中。目前，地膜的生產原料多為高分子化合物聚乙烯，化學性質穩定，在土壤中難以降解。加之當前殘留地膜回收再利用技術和機制欠缺，導致隨著地膜使用量及覆蓋面積的不斷擴大，地膜殘留問題日益突出。殘留在土壤中的大塊地膜在太陽輻射、風化、機械破碎以及微生物降解等共同作用下能夠進一步破碎、裂解形成微塑料。

作為一類新型環境持久性污染物，微塑料不僅自身被發現具有潛在不良生態效應，其對共存污染物的環境行為和生物有效性也會產生重要影響。該研究發現莠去津在土壤、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）上的吸附動力學數據采用準二級動力學模型擬合效果較好（R2>0.990）；Langmuir模型（R2>0.990）和Freundlich模型（R2>0.987）均能較好地擬合莠去津在土壤、MFMPs和MFMPs-aged上的吸附過程，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出MFMPs-aged>MFMPs>土壤的規律，表明微塑料對莠去津的吸附能力高于土壤，并且田間老化過程顯著增加了微塑料對莠去津的吸附能力。土壤、MFMPs和MFMPs-aged在模擬蚯蚓消化液中對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對莠去津的解吸量和解吸率均呈現出MFMPs-aged>MFMPs>土壤的規律。

向土壤中添加MFMPs和MFMPs-aged增加了土壤對莠去津的吸附-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-微塑料復合體系對莠去津的吸附-解吸能力較添加MFMPs顯著提高。不同處理組蚯蚓體內莠去津濃度均呈現出隨時間先升高后降低的趨勢；對比蚯蚓體內莠去津最高濃度可以發現，MFMPs處理組蚯蚓體內莠去津濃度較未添加微塑料的染毒對照組高，但不顯著，而MFMPs-aged處理組蚯蚓體內莠去津濃度則較MFMPs處理組和未添加微塑料的染毒對照組顯著升高，表明MFMPs和MFMPs-aged的添加促進了莠去津在蚯蚓體內的富集，并且MFMPs-aged促進程度更顯著。

該研究揭示了地膜源微塑料對土壤中莠去津吸附-解吸行為及生物富集的影響及機制，可為全面評價土壤環境中微塑料與其他典型農藥復合污染的環境風險提供科學依據。

圖1. 地膜源微塑料對土壤中莠去津吸附-解吸行為及生物富集的影響及機制

該研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金的資助。

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

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波