综述:微塑料与生态系统服务:持久性、破坏机制及缓解策略
《Environmental Reviews》:Microplastics and ecosystem services: persistence, disruption mechanisms, and mitigation strategies
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时间:2025年10月29日
来源:Environmental Reviews 5.1
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本综述系统阐述了微塑料(MPs)对土壤生态系统的多重影响,包括改变土壤容重、团聚体稳定性、水分保持及微生物活性等关键性质。文章重点探讨了MPs对酶功能、微生物多样性及土壤动物(如蚯蚓)的干扰机制,并提出了微生物降解、可生物降解塑料应用及完善废物管理等可持续缓解策略。最后强调了结合印度《塑料废物管理规则》与联合国《全球塑料条约》等立法框架,通过延伸生产者责任与循环经济模式进行综合治理的必要性。
农业活动、工业排放和城市径流导致的塑料污染已对土壤生态系统构成严重威胁。微塑料(MPs)指尺寸小于5毫米的塑料颗粒,其持久性存在会显著改变土壤物理化学性质,包括土壤容重、团聚体稳定性、水分保持能力以及微生物活性。这些变化直接干扰土壤生态功能,进而影响农作物生长与生态系统健康。
微塑料通过吸附作用改变土壤酶活性,抑制微生物代谢过程,导致微生物群落结构简化和功能退化。尤其对土壤关键生物如蚯蚓,微塑料会阻碍其掘穴行为与有机物分解功能,破坏土壤团聚体形成。同时,微塑料表面形成的生物膜可能成为病原微生物的传播载体,进一步加剧土壤生态系统失衡。这些干扰最终影响碳氮循环效率与植物-微生物互作关系。
针对微塑料污染,生物修复技术展现出潜力。特定菌株(如假单胞菌属)和酶类(水解酶、过氧化物酶)能有效降解聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等常见塑料聚合物。可生物降解塑料(如聚乳酸PLA)的研发应用可减少传统塑料累积。此外,通过源头控制(如农用塑料回收)和废物资源化(废物转化能源技术)实现循环经济模式是关键补充。
印度《塑料废物管理规则(2016)》和联合国《全球塑料条约》等法规强调延伸生产者责任(EPR),推动塑料制品全生命周期管理。需结合环境科学、材料工程与政策研究等多学科力量,建立从塑料生产到末端处理的全程监控体系,才能系统性缓解微塑料对土壤生态服务的长期风险。
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