近日，中國科學院水土保持研究所研究員劉國彬黃土高原生態修復科研創新團隊在Environment International上，發表了題為Soil texture is an important factor determining how microplastics affect soil hydraulic characteristics的研究論文。
微塑料的積累會對土壤的結構產生不利影響，土壤水力特徵作為土壤物理屬性的關鍵變量，受到土壤結構的強烈影響，然而微塑料影響土壤水力特徵的作用機制仍不清楚。該研究圍繞微塑料對3種不同質地土壤水力特徵的影響進行分析，並提出了三種作用機制。研究結果表明，微塑料顯著減弱了3種土壤的水分入滲能力和持水能力，表現為降低了壤土（7.09%-69.79%）、粘土（18.72%-77.11%）和砂土（50.23%-95.79%）的飽和導水率，增大了3種土壤水分特徵曲線的斜率（圖1）。土壤質地是上述影響的主要因素之一，粘土和砂土對微塑料干擾響應最明顯。其中粘土小顆粒數量多，有機質含量高，微塑料能夠粘附在較小的土壤粒子上，增加土壤顆粒的直徑，改變土壤孔徑分布減弱其導水效果；砂土的孔隙結構較差，微塑料添加容易打破原有的孔隙系統，通過降低孔隙的均勻性而減弱其保水效果（圖2）。微塑料濃度和粒徑也是導致土壤水力特徵變化的主要因素，大粒徑微塑料濃度的增加和小粒徑微塑料在土壤大孔中的堆積使得土壤大孔隙數量急劇減少，導致土壤的導水效果減弱。此外，微塑料和土壤顆粒形成的「土壤-微塑料混合顆粒」增加了土壤疏水表面積，引起濕潤延遲，導致更多的空氣取代水分子留存在孔隙空間中，土壤持水能力下降。
研究對揭示微塑料的土壤環境效應及其驅動機制具有重要意義。研究工作得到國家自然科學基金和陝西省傑出青年科學基金等的資助。
圖1.微塑料對土壤入滲能力與持水能力的影響
圖2.微塑料顆粒影響土壤水力特徵的潛在作用機制
來源：中國科學院水土保持研究所
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