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这篇综述聚焦微塑料和纳米塑料（MNP）对生物地球化学循环的影响。MNP 污染在环境中愈发普遍，其改变了氮（N）、碳（C）、磷（P）的生物地球化学循环。文章探讨了相关影响机制，并提出应对挑战的方向，为解决环境问题提供思路。
引言
随着经济快速发展和新冠疫情影响，塑料制品在全球各领域广泛应用。使用后，它们在环境中分解成微塑料和纳米塑料（MNP），造成环境污染。塑料垃圾在物理摩擦、紫外线辐射或生物过程作用下，破碎成不同形状和尺寸的微粒，给环境带来沉重负担。2019 年全球生产 3700 万吨塑料，仅 9% 被回收，12% 被消耗，其余留在垃圾填埋场或环境中。
MNP 不仅威胁农业生态系统，还影响森林土壤微生物群落，改变土壤氮转化等。同时，MNP 对全球气候变暖也有影响，如聚氯乙烯塑料生产过程会产生温室气体排放。不同类型、形状、尺寸和剂量的塑料，对土壤性质影响各异。预计到 2060 年，全球 MNP 在塑料聚合物总积累中的比例将达 13.2% 。
生物地球化学循环连接着生物圈、大气圈、水圈和岩石圈，是生物体与地球元素和化合物循环的重要机制。其中，氮（N）、碳（C）、磷（P）等六种元素的循环，对环境和生态系统至关重要。但人类活动，如砍伐森林、燃烧化石燃料、发展农业等，会干扰这些循环。MNP 具有高比表面积，能吸附和解吸污染物，且可随自然运动远距离传播，对动植物和微生物有毒害作用，影响生态系统。目前虽有关于 MNP 对生态风险、土壤养分循环等方面的研究，但仍需深入探究其对生物地球化学循环众多路径的影响。
MNP 对营养循环的影响
由于环境中广泛存在 MNP，近期出现许多关于废塑料碎片对环境影响的研究，包括其产生、危害、检测和清除方法。研究表明，MNP 会对人类健康、环境、动植物和海洋生物产生影响。
MNP 对碳循环的影响
碳（C）是所有生命有机体的基础，化石燃料对现代经济发展至关重要。碳循环是地球上碳元素的循环利用过程，通过光合作用、呼吸作用和分解作用实现碳在生物体、海洋、陆地和大气间的交换，维持地球气候平衡和生命延续。然而，MNP 污染会干扰碳循环。MNP 可能改变土壤理化性质和微生物群落，影响植物对碳的吸收和固定，还可能通过影响微生物的呼吸作用和分解过程，改变碳在土壤中的转化和储存，进而对全球碳平衡产生影响 。
挑战和未来展望
为应对 MNP 等污染物，环境科学家需改进废物管理，减少塑料生产和使用，并深入研究其在环境中的复杂影响。目前分析 MNP 对生物地球化学循环的影响面临诸多挑战。检测技术有待提高，现有的检测方法可能无法准确测定环境中 MNP 的浓度和分布；对 MNP 的生态效应了解还不够全面，其对不同生态系统的长期影响尚不明确；此外，还需进一步研究如何有效减少 MNP 在环境中的积累，以及开发可持续的塑料替代品。未来研究可从这些方向展开，以更好地应对 MNP 污染带来的环境问题。
结论
塑料制品使用量的增加，使得 MNP 在土壤、水和大气等各种环境中普遍存在，土壤成为重要的 MNP 储存库。MNP 作为一种复杂的环境威胁，会改变碳、氮和磷的生物地球化学循环，主要通过改变土壤理化性质和微生物特性来实现。深入了解 MNP 与环境的相互作用，对评估其对生态系统的影响至关重要，也为制定有效的环境保护策略提供理论依据。
