中国典型特大城市土壤微塑料污染风险评估与分区调控研究

针对城市土壤微塑料(MPs)污染风险评估不全面、分区管理缺失的问题，南京团队通过定量模型与地统计学分析，揭示了南京市MPs空间异质性特征，识别出西部高风险的商业区(HRCZ-CP)和两类次级风险区(HRCZ-NH/HRCZ-H)，提出基于污染源(POIs)和土壤性质(TOC、PAHs)的靶向管控策略，为城市土壤健康管理提供科学依据。

　　

塑料，这个20世纪最伟大的发明之一，如今正以另一种形式困扰着人类——微塑料(Microplastics, MPs)。这些直径小于5毫米的塑料碎片，如同"隐形杀手"潜伏在城市土壤中。全球塑料产量从1950年的150万吨飙升至2016年的3.35亿吨，随之而来的是MPs在环境中的广泛积累。城市土壤作为人类居住环境的主要载体，其MPs污染不仅威胁土壤健康，还可能通过食物链进入人体，引发骨代谢异常、肝脏脂质堆积等健康问题。然而，现有风险评估多局限于MPs丰度等单一指标，缺乏对空间异质性和复合暴露风险的考量，这成为城市环境管理的重大盲区。

南京信息工程大学等机构的研究团队选择中国城镇化率达86.8%的典型特大城市南京作为研究对象，创新性地整合随机森林(RF)机器学习与双变量局部空间自相关(BLISA)地统计学方法，首次构建了涵盖浓度风险、聚合物风险的多维度评估体系。研究团队采集主城区土壤样本，结合多源地理数据，通过污染负荷指数(PLI)、聚合物危害指数(PHI)等量化风险，并利用网络分析解析关键驱动因素。

微塑料污染特征
数据显示南京城市土壤MPs平均丰度达461.2 items/kg，呈现"西高东低"的显著空间差异。西部城区因绿地稀少、人口密集成为污染热点，其中居民区、政务区和工业区MPs丰度最高达1138.4 items/kg。纤维状MPs占比超60%，主要源自纺织品洗涤和工业排放。引人注目的是，聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)等高风险聚合物在商业区富集，这些材料广泛用于食品包装和日用品，其降解产物具有潜在生态毒性。

风险分区与驱动机制
通过BLISA空间聚类分析，研究首次划定四类风险区：

1. HRCZ-CP区（高浓度-高风险聚合物区）：集中分布于新街口等商业核心区，MPs丰度与交通POIs(兴趣点)、包装零售业呈强空间耦合，需重点监控人为排放
2. HRCZ-NH区（近水体高浓度区）：主要沿秦淮河分布，受洗衣店POIs影响显著，应防控雨水径流导致的MPs迁移
3. HRCZ-H区（绿地高风险聚合物区）：出现在公园等公共绿地，土壤总有机碳(TOC)和多环芳烃(PAHs)含量较高，需优化MPs降解管理
4. CZ清洁区：以紫金山为代表，应维持现有生态标准

随机森林模型揭示，洗涤相关POIs对MPs分布的贡献率达34.7%，土壤TOC和黏粒含量则通过吸附作用影响MPs滞留。特别值得注意的是，餐饮外卖密集区周边土壤中PP含量异常升高，揭示了一次性塑料制品与城市土壤污染的直接关联。

环境启示与管理策略
该研究突破传统风险评估框架，提出"分区管控-源头阻断-过程拦截"的递进式治理路径：对HRCZ-CP区实施商业塑料减量行动，在HRCZ-NH区建设生物滞留设施，针对HRCZ-H区研发基于微生物的MPs降解技术。研究团队特别强调，现行土壤环境质量标准应增加MPs指标，建议参考PHI指数建立聚合物风险分级体系。

这项发表于《Journal of Hazardous Materials》的研究，不仅为特大城市土壤MPs治理提供技术范式，其创新的"地理大数据+机器学习"评估方法，更对全球城市新兴污染物管控具有启示意义。随着中国"无废城市"建设的推进，这种精准识别风险源、科学划分管控单元的研究思路，将成为城市环境精细化管理的重要工具。研究团队指出，未来需加强MPs与抗生素抗性基因(ARGs)的复合污染研究，以更全面评估城市土壤健康风险。