高盐土壤中微塑料与微生物的分布特征及其互作机制研究

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Journal of Environmental Sciences 5.9

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  针对高盐土壤中微塑料(MPs)污染与微生物群落互作机制不清的问题,研究人员以河套灌区内蒙段为研究对象,揭示了PET为主要MPs污染物(100-480 n/kg),发现耐盐与MPs降解菌的分布与长期高盐高MPs胁迫相关,为盐渍土MPs治理提供了科学依据。

  

在当今塑料污染日益严重的背景下,微塑料(Microplastics, MPs)这种直径小于5毫米的塑料颗粒已成为全球性环境问题。它们不仅存在于海洋和淡水系统中,更悄悄侵入了我们脚下的土壤——尤其是那些用来种植粮食的农田。令人担忧的是,在盐碱化严重的灌溉农业区,塑料地膜覆盖和灌溉活动可能导致MPs的积累,而高盐环境可能加剧MPs与土壤生态系统的复杂相互作用。然而,目前关于高盐土壤中MPs污染特征及其对微生物影响的研究仍属空白。

内蒙古自治区河套灌区作为黄河中上游典型的盐渍化区域,其土壤环境具有特殊研究价值。内蒙古科技大学的科研团队在《Journal of Environmental Sciences》发表的研究,首次系统揭示了该地区高盐土壤中MPs与微生物的分布规律及其互作关系。

研究人员采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴定MPs成分,通过高通量测序技术分析微生物群落结构,结合土壤理化性质测定,构建了三者间的关联模型。研究选取灌区内10个排水渠周边土壤样本,确保数据具有区域代表性。

研究结果

MPs材料、颜色和形状分布特征
土壤中主要检出6种MPs聚合物,其中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)占比最高(40%-50%),白色和蓝色为主要颜色,粒径多小于0.5 mm。浓度呈现东高西低趋势,5号排水渠附近土壤MPs浓度最高(480 n/kg)。

微生物群落结构特征
细菌和古菌多样性低于真菌,但分布更均匀;真菌则表现出明显的物种和丰度异质性。值得注意的是,土壤中存在耐盐菌和MPs降解菌的特殊分布模式,这可能与长期高盐(EC值1.5-4.8 dS/m)和高MPs含量胁迫有关。

讨论与结论
该研究首次阐明高盐土壤中PET类MPs的主导地位,其分布与灌溉活动密切关联。微生物群落结构的特异性变化提示,盐分与MPs可能产生协同胁迫效应。发现的耐盐MPs降解菌为生物修复提供了潜在菌种资源。研究结果为盐渍化农田MPs污染治理提供了理论依据,对保障粮食安全与生态健康具有重要意义。特别值得注意的是,MPs可能通过改变土壤团聚体结构影响微生物生态位,这种物理-生物耦合作用机制值得后续深入研究。

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