土壤中微塑料来源、污染现状及生态效应研究进展

肖进男，张珍明，张家春

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳 550025；2.贵州省植物园，贵阳 550025）

微塑料通常指直径小于5 mm的塑料碎片、颗粒、纤维和薄膜等不同形态聚合物[1]，也有学者认为微塑料是指直径小于1 mm的塑料颗粒[2]。塑料或塑料制品是具有成本低、可塑性好、耐腐蚀等特点的功能材料，广泛应用于生产生活领域。目前，全球范围内微塑料生产总量已超过83亿t，其主要应用材料有聚乙烯（Polyethylene，PE）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、聚苯乙烯（Polystyrene，PS）、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）等聚合物。微塑料因结构复杂及难以降解，其残留物长期存在于土壤环境中并不断积累，当累积浓度达到一定程度时就对土壤生态系统产生生态效应。根据来源不同，微塑料可分为初级微塑料和次级微塑料。初级微塑料由生产活动产生小粒径塑料碎片或颗粒，次级微塑料是由初级微塑料经长期风化、破碎及降解形成的较小粒径塑料碎片，其中次级微塑料比初级微塑料更易造成土壤生态系统破坏。

土壤作为人类宜居环境、作物生长养分来源、其他生物活动的场所，也是动植物赖以生存的物质载体。随着固体废物不合理排放，全球土壤污染状况不容乐观，土壤微塑料污染已成为近年来污染面源广及污染程度深的重大环境问题。汤庆峰等研究指出，微塑料最早发现是在海洋环境中，但目前陆地中排放的塑料垃圾是海洋的4～23倍[3]。

土壤环境中微塑料主要来源途径有地膜残留、有机肥利用、污水灌溉、地表径流、污泥使用、大气沉降等，其中地膜残留是近年来土壤微塑料污染最严重的因素之一。微塑料进入土壤环境后改变土壤结构和理化性质，影响土壤生态系统正常运行。微塑料具有疏水性和吸附特性，将环境中污染物吸附在其表面，可成为各种污染物携带载体。另外，微塑料还可沿食物链传递，并在传递过程中将微塑料及其表面所携带的污染物释放到生物体内，对生物系统和人体健康造成危害[4]。

土壤微塑料污染现状已成为目前亟须解决的重大课题。本文全面总结土壤环境中微塑料来源途径、污染现状及生态效应，分析对土壤理化性质、土壤动植物和微生物群落活动的影响，为未来土壤微塑料污染治理提供科学参考。

1 土壤环境中微塑料污染现状

1.1 全球土壤中微塑料污染现状

目前，全球对塑料需求量逐年上涨，但回收率较低且处置不当，造成大量塑料废弃物进入土壤环境。本文结合近年有关学者对全球土壤中微塑料污染的研究，总结出部分典型地区土壤中微塑料丰度及分布特征（见表1）。由表1可知，全球大部分土壤均已受到微塑料不同程度污染，且这种污染现状呈时区性差异。西班牙不同地区土壤中微塑料丰度和分布均存在差异性[5]。中国新疆石河子覆膜农田中，覆膜年限越长则微塑料丰度相应越高[6]。在中国内蒙古河套灌区，随污泥灌溉年限增长土壤中微塑料丰度也越高[7]。土壤中微塑料形态以纤维、碎片和薄膜为主，其组成聚合物以PP、PE为主。全球受微塑料污染的土壤类型以农田土壤、污泥灌溉土壤、薄膜种植土壤等为主，其中施用污泥和温室种植土壤微塑料的丰度较高且尺寸较小。工业区土壤中微塑料丰度较高，这是因为生产塑料或塑料加工过程中释放小粒径颗粒及碎片沉降而成。Fuller报道澳大利亚悉尼工业用地土壤中微塑料丰度范围为300～67 500 mg·kg-1[8]。Kim等研究指出，韩国温室种植土壤均已检测到PS、PE两种组成聚合物，形态包括碎片，薄膜和纤维，丰度为（1 880±1 563）个·kg-1[9]。在土壤中，浅层土壤微塑料丰度高于深层土壤，这是因大部分塑料碎片或颗粒均被截流在浅层土壤中，而粒径较小的塑料颗粒及碎片被运输到深层土壤中。此外，通过耕作轮翻和土壤动物扰动，粒径较小微塑料从表层土壤被带入深层土壤中，提高不同深度土壤中微塑料丰度和分布范围，加剧土壤微塑料污染，给土壤微塑料污染研究、治理及修复带来难度。Huerta等对墨西哥郊区花园土壤研究指出，检测到花园土壤中微塑料平均丰度为870个·kg-1，粒径为0.01～1 mm，且粒径随土壤深度增加而变小；丰度随土壤深度增加而越来越低，且并非简单线性增加或减少的关系，随环境条件改变而改变[10]。Amrutha等研究印度沿河土壤微塑料污染现状发现，沿河土壤微塑料丰度为84.45个·kg-1，粒径和丰度大小随土壤深度变化而变化，说明土壤中微塑料丰度及尺寸与土壤深度密切相关[11]。

表1 世界部分典型地区土壤中微塑料丰度及分布Table 1 Distribution and bundanceof microplasticsin soil in some typical regions abroad

基于表1及现有研究发现，全球土壤中微塑料含量较高，主要是由人类日常生活和生产中产生的塑料废弃物降解而成。微塑料来源途径既有地膜覆膜、温室种植和垃圾填埋等带来的面源污染，也有通过污水排放、废水灌溉及污泥利用等带来的点源污染。目前全球土壤微塑料污染形势严峻，微塑料广泛存在于工业、潮滩、污泥、温室种植、覆膜农田和耕地等土壤中，且不同地区微塑料丰度和分布均存在较大差异。同种土地利用方式在不同地区土壤中，微塑料丰度和分布差异也不同，其中工业土壤中微塑料丰度普遍最高，其次是污泥、灌溉、覆膜农田、公园绿地和潮滩土壤，而水稻、耕地农田中微塑料丰度较低。工业土壤中微塑料丰度普遍最高，因为工业生产及加工过程中塑料颗粒等易发生泄漏或扩散，污染附近土壤和周围大气。不同土壤中微塑料组成成分也不同，一般情况下主要以PE、PP、PS为主，其次是PVC、PET，还有少量土壤中分布ACR、PES等聚合物。通常条件下，不同土壤中微塑料形态主要以纤维、碎片和薄膜为主。部分土壤中还分布颗粒和泡沫等形态的微塑料，但不同土壤中微塑料尺寸均以小于5 mm为主[4]。

1.2 中国土壤微塑料污染现状

目前，国际上针对土壤微塑料污染现状的研究还处于起步阶段，全球土壤微塑料污染现状呈现空间性及区域性差异，尤其在中国不同区域农田土壤中微塑料污染程度差异较显著。尹少媛等研究内蒙古农田耕层土壤地膜残留现状，发现内蒙古耕地耕层（0～30 cm）土壤平均地膜残留量已超过我国农田残膜留量最大限值，3个区域地膜残留量差异明显，表现为北方高原山地区＞东北湿润平原地区＞西北干旱半干旱平原区，表明内蒙古农田土壤中残膜污染较严重，10 cm以下土层中残膜量和碎片化呈现加重趋势[19]。农业种植方式不同，造成土壤中微塑料丰度及分布区域也不同，对土壤造成的污染程度也存在较大差异。2016年，周倩等发表关于中国土壤微塑料污染研究的报道[20]，此后，中国在土壤微塑料污染研究方面逐步深入。中国农业土壤中微塑料丰度普遍较高且分布面广，其中地膜种植具有代表性典型案例。程万莉等对中国西北地区（陕西和甘肃）地膜种植土壤研究发现，西北作为我国地膜使用量和覆盖面积最大地区，在覆膜农田中均检测到微塑料，且微塑料含量较高，0～30 cm土层中每千克干土所含微塑料丰度和面积为（5.09±1.21）×103个和（1.04±0.20）×103mm2，微塑料大小平均为0.19 mm2·piece-1[21]。另外，靳拓等分析国内外农用地膜使用情况指出，从2011～2019年，中国农用塑料薄膜使用量为229万～260万t，仅在2017年中国农用塑料薄膜使用量约占世界总使用量70%，覆盖薄膜的土地面积接近世界总覆盖土地面积的90%[22]。农业土壤主要包括农田、菜地、草地等类型，其中温室种植地、菜地和农田土壤均检测到较高丰度微塑料，其丰度高于其他种植土壤。近10年来，中国塑料薄膜生产量和农用薄膜使用量均呈先缓慢上升后趋于稳定，且缓慢下降趋势[23]，如图1所示。农业生产中为提高农作物产量，地膜种植方面投入量在未来一段时期里仍将持续上涨，造成中国土壤微塑料污染现状进一步恶化。

图1 2011～2020年中国塑料薄膜生产量与农用薄膜使用比率之间关系（据中华人民共和国国家统计局，2021）Fig.1 Relationship between China′s plastic film production and agricultural film use ratio from 2011 to 2020(National Bureau of Statistics,2021)

农田土壤中微塑料组成聚合物类型主要包括PE和PP，各种组成聚合物类型丰度值在不同土壤中呈现显著差异，与土壤种植方式选择密切相关。时馨竹等对沈阳周边农田土壤调查研究发现，露天农田中微塑料总浓度为217.30～2 324.22μg·g-1，平均值为1 187.76μg·g-1，与露天农田相比，大棚种植土壤中微塑料总浓度较高，为612.35～2 512.18μg·g-1，平均值为1 439.56μg·g-1，是露天农田1.21倍[24]。塑料大棚通过改变棚内光照、温度和湿度等种植条件达到保温栽培作用，可跨区域、跨时令提供种类丰富的农产品，为市场促进设施农业标准化生产、规范农艺技术以及抢占农时提供支撑[25]。由此可知，不同种植方式对农田土壤造成微塑料污染程度完全不同。经济发展和人为活动对微塑料污染现状产生重要影响。一般来说，经济越发达地区人为活动较频繁，对土壤中微塑料丰度和尺寸产生显著影响。长江和黄河中下游河道沉积物中微塑料丰度高于上游，是因下游地区是城市密集区和高度繁华水运区。黄河下游沉积物中微塑料丰度较高，为300个·kg-1；长江中下游重庆和江西河道沉积物中微塑料丰度分别为（84～544）和（356～1 452）个·kg-1，尺寸分别为0.005～5 mm和0.005～5 mm[26]。姚蕊等对厦门旅游胜地厦门湾沙滩调查研究发现，厦门湾沙滩沉积物中微塑料丰度为（39～260）个·kg-1，平均丰度为（114±26）个·kg-1，污染水平达到国内其他海滩沉积物的中等水平[27]。厦门海滩沉积物中微塑料丰度较高，主要因每年到海滩旅游人数较多，排放的塑料垃圾较多。不同农田土壤类型中微塑料尺寸特征存在明显差异。北京郊区菜田土壤中微塑料尺寸0～1和1～2 mm平均占比分别为43.0%和35.1%，而剩下21.9%微塑料尺寸分布在2～5 mm[28]。青藏高原温室种植、覆膜种植和粮田土壤中微塑料尺寸范围0～0.5和0.5～1.0 mm占比分别为71%、62%和61%[29]。不同土壤类型和深度中检测到微塑料丰度存在较大差异。调查研究发现，上海浅层土壤中微塑料丰度高于深层土壤；武汉大棚种植土壤中，从深度0～3 cm范围内取样，检测到样品中微塑料丰度为（780±129）个·kg-1，明显高于同深度菜地微塑料丰度（320～12 560）个·kg-1[30]。此外，在中国哈尔滨、石河子、海南东部等地沉积物以及西北地区黄土高原土壤中均检测到微塑料，甚至在高海拔的青藏高原土壤中也已检测到微塑料分布，表明中国土壤微塑料污染具有普遍性。

2 土壤中微塑料来源及现状

微塑料产生源头是陆地，也是微塑料重要汇集区。土壤环境中微塑料主要来源途径包括农业生产活动中农用地膜残留物、农用灌溉污水、有机肥料、污水处理厂排放的污泥，以及来源于日常填埋场塑料垃圾渗流、塑料制品废弃物和大气沉降等。垃圾随意倾倒、处置不当以及汽车运行中轮胎磨损均是土壤环境中微塑料不可缺少的重要来源途径（见图2）。

图2 土壤环境中微塑料来源途径Fig.2 Sources of microplastics in soil environment

2.1 地膜残留物

在农业生产中，通常大规模采用地膜种植方式提高农作物产量。土壤中累积的地膜废弃物在微生物、紫外线照射和物理化学等共同作用下被降解为微塑料，甚至少部分可能被降解为纳米级颗粒（＜0.1μm）。因而，农用地膜残留物是土壤环境中微塑料逐步积累的重要来源，我国典型地区土壤耕作后遗留地膜残留物，如图3所示。

图3 部分典型土壤耕作后地膜残留情况Fig.3 Residue situation of plastic film in some typical soils after tillage

中国作为世界上重要农业生产大国，近年来农用薄膜使用量呈逐年增长态势，2006～2015年使用总量从1.85×106t增至2.6×106t，增量达41%。而全球农用薄膜覆盖面积随覆膜栽培技术改进被大规模推广应用，预计以5.7%速率增长[31]。据数据统计，2006年中国地膜使用面积占全球80%，但地膜残留量回收率远小于60%。2017年中国塑料薄膜生产量为1 454.29万t，其中用于地膜种植比例为17.38%。表明中国塑料薄膜用于地膜种植量较大，同时产生的地膜废弃物因回收率较低而大量被排入土壤环境，扩大土壤环境面源污染。于庆鑫等研究发现，哈尔滨农田土壤中微塑料丰度约为485.80个·kg-1，形态包括纤维状、薄膜状和碎片等。刘旭研究发现，野外调查的4块耕地均存在微塑料残留不同采样区微塑料丰度大小与大塑料残留量有关，土壤中大塑料残留越多，微塑料丰度一般越大，表层土壤微塑料丰度最高达89个·kg-1[32]，说明农用地膜种植是土壤中微塑料来源重要方式。对于使用后残膜，由于缺乏有效回收设备及有效处置，导致农作物收获后大量残膜积累在农田土壤中，进一步加剧土壤生态系统污染。

2.2 塑料制品废弃物

随着人类生活水平提高，对塑料制品需求快速增长。2016年美国排放约0.42亿t塑料垃圾，居世界第一；2016年美国总人口仅占全球总人口4.3%左右，人均排放130 kg塑料垃圾[33]。据报道，全球产出9×109t塑料中，仅9%左右被回收或再次利用，大部分以塑料废弃物方式进入土壤环境。根据排放数据统计，欧洲及北美地区每年向农田排放的微塑料分别增加1.1×105和7.3×105t[34]。在中国，塑料废弃物占城市生活垃圾比重的5%～14%，“白色污染”已成为社会发展中的一大公害。

2.3 有机肥使用

大多数城市排放的生活垃圾经堆肥处理和生物发酵后有机肥中塑料垃圾经长期物理化学或微生物协同作用下降解为微塑料。如：大多数城市排放的生活垃圾经堆肥处理和生物发酵后有机肥中塑料垃圾经长期物理化学或微生物协同作用下降解为微塑料。目前，土壤中有机肥使用量高，种类多，主要有畜禽粪尿与作物秸秆、草木灰、污泥、生活垃圾、污水、熏土和海肥等。目前，土壤中有机肥使用量高，种类多，主要有蓄禽粪尿与作物秸秆、草木灰、污泥、生活垃圾、污水、熏土和海肥等。中国是生产和使用有机肥大国，年生产量超2.5×107t，每年施用量达2.2×107t[35]。德国是全球对肥料质量要求最严格国家之一，每年通过使用有机肥进入农田土壤微塑料3.5×1010～2.2×1012个[36]。在国外某场地堆肥产品中微塑料平均浓度达到1.2 g·kg-1，且在个别区域堆肥产品中微塑料浓度更高[37]。有机肥中的微塑料通过土壤施肥将微塑料带入土壤。随生产技术水平提高，有机肥中微塑料粒径越来越小，通常情况下不易被检测或分辨。中国每年通过有机肥使用而带入农田土壤的微塑料含量高达50 t，若把粒径小于0.5 mm微塑料含量考虑在内，则有机肥使用量和微塑料丰度均持续增加。

各层次之间通过统一的接口进行通信，确保各层次间的独立性，从而实现低耦合高类聚，确保系统具有更好的独立性、稳定性和高扩展性。

2.4 污水灌溉

1957年起，中国农田普遍采用污水灌溉。随污水排放和农业灌溉用水量增加，污水灌溉面积扩大。据中国污水灌溉区环境质量状况普查统计，1963年中国农田污水灌溉面积为4.2万hm2，1998年达361.84万hm2。2019年据中国水利部数据显示，中国农田灌溉面积达11.1亿hm2，居世界首位，其中耕地灌溉面积达10.2亿hm2，占全国耕地总面积50.3%[38]。说明中国近20多年污水灌溉面积增长，其中耕地污水灌溉面积发展较显著。因发展中国家受技术水平限制，所排放的污水中微塑料含量较高。研究发现，处理后的污水中仍检测到微塑料，因目前污水处理设备不能把污水中全部微塑料除去，尤其是粒径较小微塑料颗粒或较细的微塑料纤维。芬兰某污水处理厂发现PE占纤维微塑料占比达96.3%，而在微塑料总量中占比79.1%[39]。由此可知，污水中微塑料成分复杂，给土壤带来的污染形式不一。同时因污水处理设备升级和污水处理技术提高，污水处理厂污水处理能力水平提高，污水处理厂截留污泥量也稳步增长。Li等研究发现污泥中微塑料颜色多样，其中白色占比最高，其次是黑色[40]（见图4），通过污泥农田利用将污泥中所含微塑料一并带入土壤环境中，造成土壤环境中“白色污染”形势严峻，应引起人们高度重视。

图4 污水灌溉中污泥所含微塑料的颜色情况Fig.4 Color of microplasticscontained in sludgeduring sewageirrigation

2.5 大气沉降

大气沉降释放到土壤中的微塑料也是土壤环境中微塑料重要来源，通过大气沉降所释放的微塑料，通常情况下呈粒径较小的颗粒状。塑料生活垃圾未被妥善处理直接或间接倾倒，通过大气沉降到附近农田中。部分塑料垃圾在各种外界因素综合作用下风化、破碎和降解成为粒径更小的塑料残留碎屑，通过大气沉降释放到土壤环境中。沿着公路干线，车辆橡胶轮胎磨损会产生细微微塑料颗粒。Kim等对沿线公路旁土壤调查指出，轮胎磨损产生的橡胶微粒经大气沉降或地表径流作用下携带到沿线公路附近土壤中[41]。Yukioka等报道，日本草津和尼泊尔加德满都道路灰尘中微塑料丰度分别为（2.0±1.6）和（12.5±10.1）个·m-2，其粒径范围在0.01～5.00 mm。建筑施工过程中排放的塑料颗粒、工业生产中因泄露或扩撒释放的塑料颗粒以及家具老旧释放的灰尘也通过大气沉降过程进入土壤环境[42]。

3 微塑料在土壤环境中的生态效应

土壤耕作后残留的微塑料通常情况下难以降解，在土壤中逐渐累积，并受土壤环境因素作用进行发生水平迁移或垂直迁移（见图5）。微塑料造成土壤表面污染，而且对不同深度土壤层也造成不同程度污染。在深层土壤中已检测到不同丰度微塑料，尺寸以小粒径颗粒为主，其中还存在少量丝状纤维，影响深层土壤中动植物及微生物群落。另外，土壤中微塑料具有较强吸附特性，在各种因素共同作用下，不仅吸附病毒物质及有机污染物，还可作为土壤中重金属迁移的重要载体。这些被微塑料吸附的有毒物质经土壤动植物及微生物群落的生命代谢后，沿土壤食物链传递并逐渐积累，改变土壤中物质及能量正常循环。土壤微塑料不但改变土壤理化性质，且对土壤生态系统和人类健康造成严重负面影响。

图5 土壤环境中微塑料的污染现状Fig.5 Pollution status of microplastics in soil environment

3.1 微塑料对土壤理化性质的影响

微塑料通过地膜种植、有机肥使用、污水灌溉、地表径流和大气沉降等途径进入土壤，并在土壤中发生大量累积。排入到土壤环境中的微塑料将表面所吸附的各种物质（如重金属、有机物质和有毒物质等）释放到土壤环境中，改变土壤pH、土壤空隙率、土壤质地黏重、电导率、土壤有机质和土壤营养成分。土壤中添加高密度PE导致土壤pH降低，添加聚乳酸导致土壤pH升高、电导率降低[43]，说明不同类型微塑料聚合物对土壤理化性质产生不同影响。Liu等对中国黄土研究发现，农田土壤中草甘膦等农药组分与微塑料产生作用之后改变土壤中溶解性有机碳和有机磷质量损失，改变土壤理化性质，降低土壤养分含量，影响农作物生长发育[44]。因此，微塑料进入土壤环境，直接或间接改变土壤环境理化性质的稳定性，尤其是次级微塑料对土壤理化性质发生改变产生显著影响，影响土壤中动植物及微生物群落的有序生命活动。

3.2 微塑料对土壤动物活动的影响

土壤动物与微塑料之间能相互产生影响。一方面，土壤动物维持生命活动过程中对土壤中微塑料迁移、破碎、降解和再分布产生重要影响，通过土壤动物的取食活动和对微塑料运输的方式实现。另一方面，在维持土壤生态系统平衡方面，土壤动物扮演重要生态调节功能。通过有序调节有机物分解、土壤养分循环及能量传递，这些过程通常受土壤中微塑料丰度和分布影响。微塑料可直接或间接对土壤动物和微生物群的生命活动产生危害，且土壤微塑料及其所携带的污染物可能通过食物链传递到动物体内，对其组织和器官产生危害。纳米级微塑料颗粒通过植物吸收后可转移到浅层土壤中，经无脊椎动物或昆虫吞食又被动物捕食。微塑料可沿着食物链传递到动物体内，不仅造成农田生态系统的健康风险，还给人体健康带来危害[45]。通常条件下，对微塑料与土壤动物的研究，一般选择蚯蚓、昆虫等为研究对象，主要是因土壤动物在完成自身生命活动中能够对微塑料发生迁移和运输的能力产生重要影响。土壤动物可促进微塑料在土壤中发生迁移、扩撒和二次降解。微塑料经非洲大蜗牛消化系统作用后，表面出现粗糙和裂纹，部分降解成粒径更小的颗粒态[46]。另一方面，土壤动物通过纵向迁移运动，将土壤表面微塑料带入到更深层土壤。土壤中蚯蚓暴露在一定含量微塑料环境后，产生更致密蚯蚓洞穴。蚯蚓在转运微塑料过程中，将微塑料转运到合适环境，经微生物作用下微塑料进一步降解成粒径较小的微塑料颗粒。蚯蚓摄入脆性塑料垃圾后，在蚯蚓体内微囊消化作用下，可将这些塑料垃圾磨碎，进一步降解成为次级微塑料[47]，蚯蚓排出粪便中含有较小粒径微塑料，提高土壤环境中微塑料浓度，扩大微塑料在土壤环境中分布范围。少量微塑料继续残留在蚯蚓体内，对蚯蚓体内器官和组织产生损害。因此，有必要加强对土壤中微塑料迁移途径的研究，减少土壤微塑料对土壤动物的危害。

3.3 微塑料对土壤植物生长的影响

土壤环境中，微塑料与土壤植物之间相互影响，但与其他微塑料生态效应研究相比，土壤植物与微塑料之间影响研究较少。植物根部吸收土壤中微塑料，沿植物生长过程在体内发生迁移，微塑料积累，干扰植物体吸收养分，对植物生长造成不利影响[48]。根系生长过程中对土壤中微塑料迁移产生较大影响，其中根系分解时可促进微塑料在土壤中发生迁移。早期对微塑料与植物之间关系研究，主要集中在土壤微塑料对种子发芽影响的研究。Bosker等研究微塑料对种子发芽率影响，结果表明微塑料颗粒会堵塞种子气孔，阻断种子通过气孔进行养分交换，降低种子发芽率，其中细长微塑料纤维还会对幼苗进行缠绕，阻碍幼苗发芽生长[49]。另外，植物体中微塑料还会将自身表面所携带的某些重金属或化学物质释放到植物体内，对植物器官及其组织产生不同程度危害，对植物生长造成不利影响。植物体富集的微塑料及微塑料表面携带的污染物质沿食物链传递，最终进入人体，对人体器官、免疫细胞产生损伤。因此，应密切关注土壤环境中微塑料迁移行为和影响迁移机制的因素，提高对微塑料造成污染的防控效率。

3.4 微塑料对土壤微生物群落活动的影响

土壤微生物群落对保持土壤生态系统动态平衡发挥关键调节功能。动植物健康生长和土壤养分良性循环均离不开微生物调节，尤其在动植物残体及其他废弃物分解过程中微生物扮演重要角色。微塑料具有强烈吸附特性，通过各种方式排入到土壤环境中的微塑料可能携带某些有害物质或病毒，对土壤环境中动、植物及微生物群落产生危害。研究发现，不同微塑料成分和浓度对微生物产生不同程度影响，尤其是对微生物丰富度和多样性影响显著。通常条件下，高浓度微塑料对微生物及其群落活性产生明显抑制作用。费禹凡等研究表明聚氯乙烯（5%）和低密度聚乙烯（1%或5%）明显降低细菌群落丰富度和多样性，但可增加β-变形菌丰度和种类[50]。经污水排放和地表径流带到土壤环境中微塑料表面可能携带某些重金属、化学污染物及病原体，会对土壤微生物区和土壤理化性质均产生不利影响，抑制微塑料降解过程中酶活性，导致微塑料不能被完全降解，继续留在土壤环境中。Huang等研究发现，微塑料可明显提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性，改变土壤细菌群落组成[51]。胡晓婧等研究表明，添加微塑料可能加速土壤微生物群落演替速度，改变土壤细菌群落结构[52]。

目前，对微塑料和微生物之间相互影响的研究，主要聚焦于微塑料对土壤微生物生长的影响以及微生物群落降解微塑料两个方面。未来应关注微塑料在影响土壤微生物群落定植机制、室外微塑料降解的基本条件和微生物群落对微塑料降解机制方面的研究。

4 结论

微塑料作为一种新型污染物，在土壤环境中广泛存在。微塑料具有较强吸附性，可与其他污染物结合在一起产生复合污染效应。微塑料在迁移过程中不仅受单一因素影响，还受多重因素联合作用。目前，土壤微塑料造成的环境污染情况复杂，虽然土壤中微塑料分离和检测方法很多，但表示丰度的单位不统一，不利于微塑料丰度的比较。今后需进一步建立及完善规范性、通用性及可行性分离检测标准，为防控和减少微塑料污染提供可行性措施和建议。

5 展望

土壤中微塑料降解缓慢，现有技术很难在短期内将其有效降解及去除。目前，对微塑料的来源途径、迁移机理、降解机制等生态效应方面还缺少系统性研究。微塑料与各种化学污染物之间的吸附机理认识尚为浅显，尤其在微塑料分离和检测方面还达不到预期标准。因此，在全面揭示土壤微塑料污染现状及生态效应之前，需在以下几方面加深研究。

a.进一步建立及完善微塑料分离和检测方法，开展土壤微塑料污染系统性调查和评估。通过建立并完善系统性、规范性、通用性及可行性的分离及检测标准，找到相对统一的丰度表达换算方法，多区域与多尺度全面了解微塑料造成的污染。

b.加强对微塑料在土壤环境中分布、迁移、运输及通量的微观尺度综合研究。微塑料在土壤中迁移不仅受单一因素影响，而是在土壤理化性质、微塑料本身特性和土壤生物多重因素影响下进行发生迁移。找出影响微塑料发生迁移的关键性因素，是精准理清土壤中微塑料来源关键。

c.提高微塑料降解技术水平，降低土壤中微塑料库存量。研发塑料改性材料，将不易降解塑料转化自然条件下生物和光易可降解的塑料材料，是实现塑料制品可持续发展前提。

d.进一步制定、落实和完善塑料废弃物处置和管控方面的法律法规文件及约束条例。通过进一步制定、规范和落实塑料垃圾法律法规文件，提高对相应法律法规文件的执行力度，增加公众对垃圾管控的重要性意识，为全球塑料垃圾管控和消除提供制度保障。