微塑料特性对盐碱土修复过程中生态功能及微生物群落迁移重建机制的影响研究

为解决盐碱土修复过程中微塑料污染对土壤生态功能的复杂影响，研究人员通过模拟实验系统分析了PE、PP和PBAT微塑料的生态效应。研究发现，微塑料通过改变土壤pH、电导率和有机质分解过程显著影响碳氮循环指标，并驱动微生物群落适应性重建。该研究为盐碱土修复中的微塑料风险管理提供了关键数据，发表于《Journal of Hazardous Materials》。

　　

在全球范围内，盐碱土因其高盐碱胁迫严重制约农业生产，而微塑料作为一种新型污染物，在农业改良过程中通过农膜残留和灌溉输入进入土壤，可能对生态功能产生复杂影响。微塑料广泛分布于土壤、水体和大气中，但其在盐碱土修复过程中与环境的相互作用机制尚不明确。这项研究通过实验室模拟实验，系统分析了PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）和PBAT（聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯）微塑料在沼气 slurry（沼液）修复盐碱土过程中的生态效应。

研究由吉林大学等机构的研究人员开展，发表于《Journal of Hazardous Materials》。为揭示微塑料的作用机制，团队采用梯度粒径（13、150、550 μm）和浓度梯度（1、5、10 wt%）的微塑料构建土壤互作系统，结合高通量测序和理化分析技术，探究了微塑料对土壤微生物群落和功能通路的影响。

主要技术方法
研究采集中国吉林省大安市盐碱土，通过室内模拟实验设置不同微塑料处理组，利用Illumina测序分析微生物群落结构，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征微塑料降解过程，并测定土壤pH、电导率、氨氮（NH₄⁺-N）和溶解性有机碳（DOC）等指标。

研究结果

1. 微塑料类型驱动微生物群落分化
   PE/PP通过物理吸附抑制微生物扩散，富集烃类降解菌（如Alcanivorax）和耐盐碱放线菌（Nitriliruptoraceae），其群落组装以随机过程为主；而PBAT因酯键水解（C=O基团从52.50%降至34.92%）释放分解产物，驱动确定性组装，富集Proteobacteria（变形菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）和Halomonas（盐单胞菌属）。

2. 生态功能影响
   微塑料显著激活氧化还原酶活性，促进重金属抗性基因与碳氮循环基因共表达。PE/PP的高丰度（10 wt%）对细菌组成呈现阈值效应，而PBAT的快速降解可能加剧短期生态扰动。

3. 环境启示
   PE/PP的化学惰性导致长期滞留风险，而PBAT虽加速修复但可能引发短期生态失衡。研究为盐碱土修复中微塑料的风险管理提供了关键数据。

结论与意义
该研究首次揭示了微塑料在盐碱土修复中的双重作用：一方面可能通过促进微生物代谢加速修复，另一方面其降解产物或物理存在可能干扰生态平衡。成果为评估可降解塑料（如PBAT）的环境安全性提供了理论依据，同时警示传统微塑料（PE/PP）的长期风险，对制定农业污染控制策略具有重要指导价值。