中国典型农业区土壤微塑料污染特征及健康风险评价——以南通、淄博、石家庄为例

本研究针对农业土壤中新兴污染物微塑料(MPs)的生态风险问题，采用激光直接红外(LDIR)成像技术对南通、淄博、石家庄三地农田开展系统调查，揭示MPs丰度(48-154 items·g?1)、以聚乙烯为主的聚合物组成及20-100 μm碎片形态特征，通过污染负荷指数(PLI)和人口暴露模型评估显示当前风险可控，为农业土壤MPs标准化评估提供重要数据支撑。

　　

随着塑料制品在全球范围内的广泛使用，微塑料(Microplastics, MPs)这种粒径小于5毫米的塑料颗粒已成为继气候变化之后又一重大环境挑战。最初科学家们主要关注海洋环境中的MPs污染，但近年研究发现，每年通过污水灌溉、大气沉降等途径进入土壤的MPs数量远超海洋。这些隐匿在土壤中的"隐形杀手"不仅影响作物生长，还可能通过食物链威胁人类健康。中国作为农业大国，农田土壤MPs污染状况究竟如何？会带来怎样的生态风险？这些问题亟待科学解答。

针对这一重大环境问题，中国科学院南京土壤研究所的研究团队在《Pedosphere》发表了创新性研究成果。该研究选取长江三角洲（南通）、华北平原（石家庄）和山东半岛（淄博）这三个典型农业区作为研究对象，运用激光直接红外化学成像系统(Laser Direct Infrared, LDIR)这一先进技术，首次系统揭示了我国不同农业区土壤MPs的污染特征和健康风险。研究团队采集了三地农田土壤样本，通过LDIR技术进行高精度检测，结合污染负荷指数(Pollution Load Index, PLI)和人口暴露模型，构建了一套完整的MPs风险评估体系。

关键技术方法包括：1)采用LDIR化学成像系统对土壤MPs进行定性和定量分析；2)应用PLI指数评估区域污染程度；3)建立人口暴露模型计算经口摄入风险。样本来源于南通、淄博和石家庄三地代表性农田。

研究结果呈现多方面重要发现：

1. 丰度特征：三地农田土壤MPs平均含量分别为56、154和48 items·g^?1干重，淄博地区污染最为显著。
2. 粒径分布：20-100 μm的MPs占比最高，这一粒径范围更容易被作物吸收并在食物链中传递。
3. 聚合物组成：聚乙烯(Polyethylene, PE)是主导类型，这与农用薄膜的广泛使用密切相关。
4. 形态特征：碎片状MPs占优，反映出塑料制品在环境中的物理降解过程。
5. 风险评估：PLI显示三地总体处于低风险水平，但淄博局部区域需引起关注；人口暴露模型表明经口摄入风险可控。

这项研究具有多重重要意义：首次提供了我国典型农业区土壤MPs的系统性本底数据，建立的LDIR-PLI-暴露模型评估框架为同类研究提供了方法学参考。特别值得注意的是，研究揭示的PE主导特征直接指向农用薄膜这一重要污染源，为源头管控提供了科学依据。虽然当前风险评估显示整体风险可控，但随着MPs的持续累积，其长期生态效应仍需警惕。该成果不仅填补了我国农业土壤MPs污染研究的空白，更为制定农田MPs污染防治标准和保护农产品质量安全奠定了坚实基础。未来研究可进一步关注MPs与土壤微生物、作物生长的相互作用机制，以及其在食物链中的传递规律。