用力将土钻插入土壤表层之下20厘米处,掏出一块块柱状土,放入牛皮纸中混匀,再从中取出2—3公斤土壤做成样品……在江苏省邳州市赵墩镇一处覆膜农用地上,江苏省徐州环境监测中心研究人员正在进行土壤微塑料污染监测研究取样。5月12日,工作人员前往南京开展样本前期处理工作,然后根据监测结果形成调查报告,评估土壤中微塑料污染水平,制定安全标准。
用土钻取出土壤。图片由徐州环境监测中心提供
从水体到土壤
微塑料的前世今生
人类和塑料的关系可能比你想象得还要“亲密”。除了生活中接触到的各种塑料制品,塑料还会降解成直径从0.1到5000微米不等的塑料微粒。本世纪初,人们首次在海洋中发现微塑料的存在,至今已有不少研究聚焦于这些小小颗粒的降解和迁移过程。
粒径5毫米以下的塑料颗粒被称为微塑料,通常以碎片、纤维等形式存在。徐州环境监测中心副主任吴涛介绍,作为一种新型污染物,微塑料产生的环境问题日趋严峻。今年,江苏省生态环境厅将“土壤微塑料前瞻性监测研究”列入12个环境热点问题之一。
我国研究认为,微塑料的来源主要分为两种:一种是生产时体积就很小的原生微塑料,常见于带有磨砂成分的个人护理品,在人类使用过程中进入水体。另一种是原本体积较大的塑料,经过光照、氧化、机械磨损等作用,逐步降解为微塑料。在此过程中,有些微塑料可进一步降解至微米甚至纳米级别,因而有更高风险进入到细胞或生物体内,甚至对整个食物链产生影响。
与全国的情况一样,江苏省之前对微塑料的研究较多集中于海洋环境。吴涛透露说,微塑料对人体会产生什么样的影响,至今尚无定论。在我国,一些较为偏远的水体如西藏、青海等地的湖泊,也已检测到不同浓度的微塑料。有研究指出,河流是海洋中微塑料的重要输送来源。研究结果显示,长江中下游的微塑料浓度均值约为每平方千米50万个微塑料颗粒。虽然没有确凿证据可以追溯这些微塑料从何而来,但可以推测人们日常生活生产中使用的塑料制品是微塑料污染的主要来源。
“土壤中的微塑料研究目前还处于摸索阶段,没有标准可以参考。”吴涛说,省生态环境厅将“土壤微塑料前瞻性监测研究”立项以后,徐州环境监测中心迅速与江苏省环境监测中心对接,筛选出邳州市赵墩镇一处具有30多年覆膜种植历史的大蒜生产基地作为典型覆膜农用地,研究农田覆膜和使用后残留物对土壤环境的影响。
先采样后监测
为治污攻坚提供技术支撑
3月31日,徐州环境监测中心副主任吴涛一行7人来到赵墩镇大蒜生产基地,启动典型覆膜农用地土壤样品采集工作。
他们从蒜农那里了解到,为了提高产量,当地农民从上个世纪80年代就开始进行覆膜种植。起初使用的塑料薄膜比较厚,农民愿意回收利用,后来随着技术的改进,膜越来越薄,无人回收便丢弃在田地中。虽然现在农业部门规定塑料薄膜的厚度不能低于0.01毫米,而且要求必须回收,但收效甚微,造成农田土壤中积存的薄膜越来越多。
该大蒜生产基地共计129公顷,为保证地块环境监测的科学性和客观性,研究人员按照“梅花形”将其分为5个采样单元。采样工作中流程、工具、器皿、保存均严格按照《土壤微塑料前瞻性监测研究——现场采样技术要求》进行。为增加微塑料污染的代表性,研究人员使用柱状采样器——“土钻”,共计采集土壤样品50件,运送至江苏省环境监测中心统一制备。
“我们这次采样,目的是摸清土壤中的微塑料含量,具体到每公斤土壤中含有多少粒或者多少微克微塑料,评估其污染水平。还要研究微塑料会不会潜移到农作物中,会对人体产生什么样的危害。土壤中微塑料含量多少才算超标,也需要制定出一个标准,为农膜使用管理和微塑料治理提供基础数据。”吴涛说,因为微塑料沉积在土壤中,较难浮选出来,因此调查监测工作难度很大,测定之前还需要对样本进行前期处理。
目前,徐州环境监测中心研究人员已经抵达南京开展样本前期处理工作。后续工作中,研究人员还将探索微塑料对土壤重金属和有机污染物的吸附,对土壤微生物群落的影响,进行微塑料降解及机理等研究,科学评价微塑料污染对土壤生态系统功能的影响。计划于2021年7月底编制完成《土壤微塑料监测技术规程(草案)》,力争年内形成覆膜农用地土壤微塑料阶段性研究成果,为治污攻坚提供技术支撑。这一研究在全国尚处于领先地位。