土壤中微塑料污染现状及其热点趋势可视化分析

张孜璇 于洪文 孟龙月

(1.延边大学 理学院,吉林 延吉 133002;2.中国科学院 东北地理与农业生态研究所,长春 130102;3.延边大学 地理与海洋科学学院,吉林 珲春 133300)

塑料因具有优异的物理化学性能,被广泛应用在电子电器、汽车工业、机械设备和农膜等领域[1]。中国的塑料制品产量约占全球产量的30%,位居世界首位,其中建筑填料和垃圾袋等再生塑料的使用比例高达80%[2-3]。塑料制品在环境中受到风化、紫外线辐射和生物降解作用,会逐渐分解和破碎形成微塑料(Microplastics,1 μm～5 mm)和纳米塑料(1～1 000 nm)[4-5]。Thompson等[6]在2004年最早提出“微塑料”(<5 mm)这一概念,从此微塑料带来的环境污染问题越来越受到各国科学家们的高度关注。

塑料垃圾释放到陆地环境中的数量是其释放到海洋环境中的4～23倍[7]。然而,水体中的微塑料污染最先引起人们的关注,每年有7.68亿t塑料垃圾最终进入海洋,目前,在我国东海和胶州湾表层海水中,发现微塑料丰度在20～120个/m3[8-9]。同时,在我国南海海口湾表层海水、渤海、黄海和香港地区沿海水域都发现微塑料污染,研究人员在确定海洋中塑料碎片数量和位置方面已经取得了相当大的进展[10-12]。与之相比,土壤中的微塑料污染研究起步较晚,相关信息更为缺乏。据统计,全球范围内有79%的塑料垃圾堆放在垃圾填埋场,与海洋相比土壤是一个更大型的微塑料汇集地[13]。微塑料在全球范围内的土壤基质中普遍存在[14]。目前公认的土壤中微塑料的来源包括灌溉、污水、污泥、堆肥、塑料薄膜、垃圾填埋和灰尘沉降等,塑料薄膜覆盖和垃圾填埋是最主要的2个源头[15]。使用污水和污泥作为农用肥料通常在经济上具有优势,而且在许多发达地区很常见,当污水和污泥中的微塑料在农田土壤中积聚到一定量时,会损害土壤理化性质,影响生物多样性,从而诱发生态风险[16]。目前聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)是土壤中占比最高的两类聚合物,土壤中常见聚合物类型还包括聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和聚酯(PET)等[17]。现有的分析方法和设备难以实现低成本高效率地定量检测土壤中的微塑料,塑料中的添加剂[18](如增塑剂和发泡剂)及微塑料吸附有毒物质的生物学效应[19]尚未明确,迫切需要标准化的分析方法和技术。

当前阶段,国内外学者对土壤中微塑料污染的研究大多集中在农田土壤。Astner等[20]统计得出全球农用塑料薄膜的使用量在2016年达400万t,预计到2030年将以每年5.6%的速度增长。残留在土壤表面的塑料经过紫外线的光降解和剪切力作用破碎化,再经过生物作用被进一步解体,最终形成大量的微塑料污染土壤,对陆生生物和粮食安全造成威胁[21]。现有研究发现,微塑料会对土壤动植物产生不利影响。微塑料对土壤动物造成的损伤包括表皮损伤、肠道损伤和诱发生物体内发生氧化应激反应等[22]。微塑料对植物造成损伤是通过阻塞植物种子的孔隙,限制根、茎和叶对水分和养分的吸收,影响作物的产量和质量,从而直接影响植物群落结构,甚至可能影响初级生产[23]。马云等[24]发现微塑料能够直接影响土壤中的物质循环功能,显著影响土壤中酶的活性,带来土壤化学成分和结构的变化,从而干扰土壤生态系统。Huerta等[25]找到塑料碎片沿陆地食物链转移的现场证据,确定了低密度PE塑料残留物在陆地生态系统中的转移。表明土壤中微塑料的分布与生态环境和人类健康息息相关,不同类别、不同粒径和不同浓度的微塑料对土壤环境的影响效应各不相同。

近年来,文献计量学作为一种基于数学统计和信息挖掘的分析方法,已经成为各个领域进行科学分析的重要工具[26-27]。本研究借助VOSviewer和CiteSpace可视化软件对土壤微塑料污染领域发表的学术论文的标题、摘要、关键词、作者、引用文献和出版期刊等信息进行定量分析,旨在系统分析土壤环境中微塑料污染的研究进展,对土壤微塑料污染领域的研究进行数据挖掘与热点讨论,以期为土壤环境中微塑料污染的评估与治理方法、研究重点和前景等研究工作的开展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究使用中国期刊全文数据库(CNKI)与Web of ScienceTM(WoS)核心合集作为数据来源。时间跨度均设置为2000—2022年,检索时间截至2022-05。中文数据源于CNKI,以(微塑料)*(土壤+农田+沙漠+湿地+高山+海滩)*(检测)为主题进行高级检索;英文数据源于WoS核心合集,以(“soil*”OR “farmland*”OR “mountain*”OR “beach*”OR “desert*”) AND (“extraction*”OR “identification*”OR “quantification*”) AND (“microplastic*”OR “microplastics*”)为主题检索标题、摘要、作者与关键词,语种为English,文献类型为Article或Review。去除重复文献以及与主题不符的文献后获得中文文献172篇,英文文献785篇。其中研究论文637篇(81.15%),综述文章148篇(18.85%),作为有效分析数据。

1.2 统计方法

采用VOSviewer(1.6.18)、CiteSpace(5.8.R3)和Microsoft Excel 2019等软件对文章数量、主要发文机构、研究作者、合作国家、研究主题和发展趋势进行计量分析,基于VOSviewer软件对土壤微塑料领域所有检索文献进行国家合作网络和关键词网络共现分析。节点类型选择国家(Country),设置国家发文量=5,节点的大小表示某个国家/地区的发文数量(Documents),连线粗细反映合作发文国家/地区间的总关联强度(Total link strength,TLS)。节点类型选择关键词(Keywords),设置阈值=5,节点大小代表关键词出现的频次,连线粗细代表关键词共现频次。

基于CiteSpace对土壤微塑料领域的发文期刊(Cited journal)、作者(Author)、机构(Institution)和突现关键词(Burstness)进行定量分析,分析期刊与关键词的中介中心性(Centrality)。节点周围连线的多少表示中心性大小,中介中心性超过0.1的节点称为关键节点;借助关键词突现指标对本领域不同时期的研究热点与发展趋势进行科学客观的呈现。

2 结果与分析

2.1 年发文量分析

在2000—2009年期间,土壤微塑料污染领域每年发表的文献数量不超过10篇(图1),说明学者对本领域的探索刚刚起步,论文年发表量增长缓慢,呈上下浮动状态。在2010—2017年间,发文量出现小幅度增长现象,说明土壤中的微塑料污染研究尚处于探索初期。在2018年后,发文数量呈现显著增加趋势,2021年国内外年发文总量达到355篇,可见近几年微塑料对土壤造成污染的研究热度提高。2000—2022年间WoS发文总量是CNKI的4.56倍。根据WoS数据库发文数据分析近3年国际研究趋势可知,2019年发文量为106篇,同比增长70.97%,2020年为159篇,增长率为50%,2021年为258篇,增长率为62.26%。表明国内外学者均在持续关注土壤中的微塑料污染这一领域。

图1 土壤中微塑料污染研究领域论文年发文量Fig.1 Annual literature output in the field of microplastics pollution in soil

2.2 期刊分布和高引用文章统计

使用CiteSpace对WoS核心数据库中期刊信息进行共被引分析发现,在2000—2022年共有377个期刊出版过与土壤领域微塑料相关的文章,共被引频次排名前10的英文期刊如表1所示。ScienceoftheTotalEnvironment(475次)、EnvironmentalScience&Technology(473次)和EnvironmentalPollution(459次)这3个期刊共被引频次最高。从期刊类型来看,多数期刊属于环境科学领域。中心性大于0.1的期刊共2个,分别为ScienceoftheTotalEnvironment(0.16)和Science(0.13)。

表1 土壤中微塑料污染研究领域被引频次排名前10期刊Table 1 Top 10 journals in citation frequency of papers in the field of microplastics pollution in soil

通过文献检索分析出被引频次排名前10的高被引论文(表2)。土壤微塑料污染领域中,2000—2022年被引频次最高的论文是Horton团队[7]2017年发表的《Microplastics in freshwater and terrestrial environments：Evaluating the current understanding to identify the knowledge gaps and future research priorities》的综述文章,总被引频次148次;文章指出尽管人们公认淡水和陆地环境是塑料到海洋的起源和运输途径,但微塑料很可能会在大陆环境中堆积,特别是在人为影响较大的地区,例如农业或城市地区。被引频次排名第二的是Geyer团队[13]发表的《Production,use,and fate of all plastics ever made》,被引133次;文章首次对所有已生产的大规模塑料进行了全球分析,并表示截至2015年,已产生约6.3×103t塑料废物,其中约9%被回收,12%被焚烧,79%堆积在垃圾填埋场或自然环境中;到2050年,大约1.2×104t塑料废物将出现在垃圾填埋场或自然环境中。Huerta团队[28]发表的《Microplastics in the Terrestrial Ecosystem：Implications for Lumbricus terrestris (Oligochaeta,Lumbricidae)》位列第三,被引频次125次;文章研究了蚯蚓暴露在微塑料(PE,<150 μm)中存活的浓度,发现浓度-迁移和大小-选择机制可能对规避陆地生态系统中微塑料的风险具有重要意义。

表2 土壤微塑料污染领域排名前10的高被引论文Table 2 Top 10 high-cited literature in the field of microplastics pollution in soil

2.3 发文作者与机构合作网络分析

使用CiteSpace分别对国内外在土壤微塑料污染领域的发文作者进行合作网络可视化分析,时间切片设置为1年,节点类型设为作者,得到研究者的合作图谱(图2)。图2仅为合作关系密切且团体发文量超过3篇的作者关系网络。CNKI中主要研究作者的合作网如图2(a)所示,国内学者骆永明(9篇)、周倩(9篇)、涂晨(7篇)、章海波(7篇)、李连祯(5篇)和付传城(3篇)等组成了最大的合作团体,活跃程度最高且建立合作关系最早。卢灵慧(3篇)、郑阳(3篇)、王娟(3篇)和查旭琼(3篇)等4位作者之间在2021年新建立了合作关系。赵保卫(3篇)与郝爱红(3篇)2位作者在2021年建立合作关系。WoS中主要研究作者合作网如图2(b)所示,发文量排名前3的Violette Geissen(17篇)、Yang Xiaomei(10篇)和Esperanza Huerta Lwanga(9篇)是本领域的高产学者,并且荷兰瓦赫宁根大学环境科学学院的Violette Geissen、Esperanza Huerta Lwanga与西北农林科技大学Yang Xiaomei建立了紧密的合作关系,该团队主要从事农业土壤微塑料在恶劣环境中的风险和命运的相关研究。

圆圈代表分析的节点,节点的具体含义根据所选节点类型变化。此处节点类型为作者,节点大小即代表作者在网络结构中的重要程度,与引文数量成正比。连线粗细反映作者共现频次,节点周围连线多少表示中心性大小,中介中心性超过0.1的节点称为关键节点。下同。The circle represents the selected node,the specific meaning of the node changes according to the selected node type,node size represents the importance of the author in the network structure and is proportional to the number of citations,the thickness of the line between nodes reflects the frequency of co-occurrence of authors,the number of connections around the node indicates the centrality,and the nodes with betweenness centrality exceeding 0.1 are called key nodes.The same below.图2 土壤微塑料污染研究领域合作作者网络视图Fig.2 Cooperation network of authors in the field of microplastics pollution in soil

对WoS数据库中发文机构进行统计分析(表3),发文量排名前10的机构中,中国的研究院所共有7个。中国科学院(47篇)排名第一,西北农林科技大学(22篇)、瓦格宁根大学研究中心(20篇)、中国科学院大学(20篇)和中国农业大学(20篇)等10所研究机构总计发文197篇,占发文总量的25.1%。从被引频次来看,德国柏林自由大学(2 443次)、瓦格宁根大学研究中心(1 554次)和中国科学院(1 518次)这3所研究机构在土壤微塑料污染领域影响力高,研究实力强。研究机构的合作分析见图3。中国、荷兰、德国和澳大利亚的研究机构在本领域有较为突出的贡献,拥有高影响力的研究机构,可见中国的研究机构和国外高校之间有最紧密的联系和合作。

表3 土壤中微塑料污染研究领域发文量排名前10机构Table 3 Top 10 institutions of the published papers in the field of microplastics pollution in soil

图3 WoS中土壤微塑料污染研究领域合作机构网络视图Fig.3 Cooperation network of institutions in the field of microplastics pollution in soil at WoS

2.4 国家/地区分析

利用VOSviewer分析全球范围内对土壤中的微塑料污染进行探究的国家/地区,对网络关系进行可视化。节点类型选择国家,节点的大小表示某个国家/地区的发文数量,连线粗细反映合作发文国家/地区间联系的密切程度。图4显示,开展土壤微塑料研究的国家/地区共有79个,发文量在5篇以上的国家共40个。中国以295篇发文量位居世界第一,美国(115篇)、德国(82篇)、英国(60篇)和澳大利亚(54篇)分列2～5位。各国发表论文的总被引频次依次是9 372、6 341、7 107、7 905和3 059次。由图4可以看到国家之间建立研究合作关系的时间演变历程。

图4 WoS中土壤微塑料污染研究领域合作国家网络视图Fig.4 Cooperation network of countries in the field of microplastics pollution in soil at WoS

通过VOSviewer计算总联系强度 (TLS)可反映国家之间科研合作的密切程度。中国TLS=148,美国TLS=122,澳大利亚TLS=86,英国TLS=76,德国TLS=68。表明中国在此领域的发文量位列第一的同时注重国际合作,与欧洲、美洲、非洲的尼日利亚及南亚的孟加拉国、巴基斯坦、东南亚的马来西亚和沙特阿拉伯等28个国家/地区都建立了合作关系。说明中国进入高质量发展阶段,不仅和发达国家形成了紧密关系,也和发展中国家建立合作关系,在亚太地区形成了新的区域研究合作框架,与亚太地区各国发展积极的合作伙伴关系。

2.5 研究热点与研究前沿分析

2.5.1研究热点分析

关键词是对文章内容的精准概括,借助CiteSpace分析关键词频次和中心性,得到土壤微塑料研究领域排名前10位的热点关键词(表4)。使用VOSviewer对785篇英文文献做关键词共现分析,频次由节点大小反映,文献中出现5次以上的关键词共有311个,根据统计结果得到关键词网络共现图谱(图5)。由节点大小和节点位置靠近中心的状态可以确定蓝色、绿色和橙色3个关键词聚类模块重要程度最高。

表4 土壤中微塑料污染研究领域词频排名前10关键词Table 4 Top 10 keywords of frequency in the field of microplastics pollution in soil

蓝色聚类以土壤为关键节点,延伸出对土壤退化(Degradation)、塑料类别(Plastic category)、尺寸(Size)和添加剂(Additives)的研究(图5)。研究证明地膜覆盖是土壤中微塑料污染的重要来源,因其对农作物生产的有效贡献,全球范围内PE塑料地膜用量正在逐年增加[34],研发生物可降解地膜替代传统塑料地膜,及时评估其农业应用效果,并大范围推广至关重要。小尺寸、有色、纤维状和微球状是微塑料的主要特征[35],不同粒径和不同类别的塑料微粒对土壤基质的影响各不相同。Zhang等[31]通过调查中国西南部淀湖4个种植区和1个已建立的河岸林缓冲带土壤团聚体组分中塑料颗粒的丰度和分布,发现95%的采样样品中塑料颗粒尺寸在0.05～1 mm,主要的形式是塑料纤维(92%),其次是碎片和薄膜(8%);与邻近的菜地土壤相比,缓冲带土壤中塑料颗粒的浓度较低,表明必须控制土壤改良剂的施用和污水灌溉,以减少微塑料在农业土壤中的积累。研究表明土壤中微塑料的丰度与土壤的pH值、溶解有机质含量和含铁量无线性关系,但微塑料含量升高会使pH值、铵态氮和可溶性有机碳含量升高并带来部分耐降解微生物的平均丰度显著升高[36],并且塑料制品中的添加剂给土壤微生物群落结构带来改变后可能会导致土壤退化[18],影响全球碳氮循环,为土壤中的物质循环和能量流动埋下更多的隐患。

绿色聚类中,以塑料碎片(Plastic debris)和污染(Pollution)为中心,展开了对微塑料提取(Extraction)、鉴定(Identification)和定量(Quantification)的相关研究(图5)。微塑料表面发生老化后,其表面疏水性减小,亲水能力增强[37]。因此,当塑料微粒到达陆地,它们功能化的表面和大的比表面积有助于吸附溶解有机物,溶解有机物可作为微量元素吸附和迁移的载体[38],形成复合污染物对陆生生物(如陆地真菌、土壤栖息的无脊椎动物、植物及传粉者)造成伤害。由于微塑料的广泛存在、具有环境持久性以及与陆地生物群落相互作用的特质,对陆地生态系统而言,微塑料污染代表着一种新的全球化威胁[33]。目前分离微塑料的方法主要包括筛分法、密度分离法和泡沫浮选法等,微塑料的鉴别及表征方法包括显微镜观察法、傅里叶红外光谱法和拉曼光谱法等[39]。已有的检测方法存在耗时长、破坏微塑料结构等一些问题,完善检测微塑料的技术仍会是探究重点;由于微塑料在复杂基体中的分析技术不具有一致性,使得微塑料的研究进展缓慢。微塑料在复杂环境中的行为对土壤微生物群落结构[15]和土壤温室气体排放[40]的影响机制是现阶段研究的热点问题。Steinmetz等[32]发现塑料覆盖物有可能通过改变生物群落(如真菌毒素的转移)来改变土壤质量,加速碳氮代谢,加快温室气体的释放,最终耗尽土壤有机质,使土壤的亲水性降低。

橙色聚类围绕微塑料展开了城区(Urban)、沉积物(Sediment)和灰尘(Dust)的研究(图5)。与节点相连的关键词有暴露(Exposure)、摄取(Ingestion)、吸附(Sorption)和释放(Release)。城区微塑料排放物主要源自生活污水(如衣物纤维和洗护用品)、人造草皮和工业塑料等方面。其中经城市污水处理厂(WWTPs)排放的污水和污泥被广泛应用于农田[16],对农田土壤的可持续性利用和粮食安全产生未知的后果。沉积物中丰度最高的微塑料为碎片状PE和PP,占比分别为44.2%和32.6%,粒径<300 μm的微塑料更容易积聚在河流沉积物中[41]。Bläsing等[30]提出可将沉积物中分析微塑料的一些方法调整后用于分析土壤中的微塑料。灰尘中的微塑料可通过呼吸被转移到生物体中,通过堵塞和内部磨损等作用对生物体造成物理伤害。Dehghani等[42]通过计算儿童和成人每年从街道灰尘摄入微塑料的频率,且考虑到在含有大量微塑料的户外活动和工作场所中的暴露为急性暴露,得出儿童和成人每年平均分别摄入3 223和1 063个微塑料颗粒。若人体摄入塑料微粒及其携带的微量毒素进入肠道后,对消化系统和免疫系统可能造成危害。

图5 WoS中土壤微塑料污染研究领域关键词共现网络视图Fig.5 Keywords co-occurrence network in the field of microplastics pollution in soilat WoS

2.5.2研究前沿预测

基于CiteSpace的Burstness功能得到CNKI和WoS数据库中突发强度排名前10位的关键词(表5和6)。由于突现词具有时效性,本研究仅以2018—2022年的突现词作为依据探讨国内外土壤中微塑料污染的研究前沿。阐明微塑料的浓度运输和尺寸选择机制可能对研究陆生动物的命运和风险具有重要意义[27,40],探究沉积物、高山、沙漠和湿地中微塑料的丰度分布特征可能会成为今后研究热点。未来对土壤中微塑料污染的风险评估,重要的是探讨不同浓度下的影响效果。研究发现,微塑料浓度与流域人口相关[29],居民区微塑料的主要来源包含车辆轮胎磨损、建筑施工、合成纤维衣物洗涤和塑料碎片的风成运输等[16]。与居民区相比,郊区道路附近的微塑料浓度更高,这意味着路边种植蔬菜具有潜在威胁[43]。因此,人类生活环境中微塑料的暴露量和微塑料被人体摄入的风险评估等方面的内容是未来的研究趋势,纳米塑料已被证明能穿过肺细胞屏障转移到次级器官包括胎盘中[44]。Pignattelli等[45]最新研究发现并第一次报导了微塑料能够在受试植物中产生氧化爆裂,这可能是微塑料在农业生态系统和陆地环境中起到生物化学效应的一个重要起点。Song等[46]就生物效应提出应进一步关注微塑料对土壤微生物群落结构、大型动物和陆生生物生理功能的影响。微塑料和纳米塑料进入动植物组织和人体器官已被证实,但这些生物效应背后的机制尚不清楚,需要在后续研究中从细胞、分子和基因等微观角度加以阐明,确定微塑料摄入的毒代动力学信息。

表5 CNKI中土壤微塑料污染研究领域关键词突现时间Table 5 Burst detection of keywords in the field of microplastics pollution in soil at CNKI

表6 WoS中土壤微塑料污染研究领域关键词突现图谱Table 6 Burst detection of keywords in the field of microplastics pollution in soil at WoS

塑料制品的不完全回收预示着次级微塑料对环境的恒定输入[47]。除了农业土壤,偏远地区的高山和沙漠中也发现了微塑料污染。冯三三等[48]研究指出高原地区土壤中的微塑料来源包括塑料覆膜、有机肥料和大气传输(干湿沉降)。以青藏高原土壤环境中微塑料的赋存形态和空间分布特征为例,可为高寒地区微塑料迁移转化机制的研究提供数据支撑。因沙漠的核心区域是一个封闭的且无人居住的地区,降水和人类活动非常有限,研究人员可以很容易地在沙漠中建立微塑料运输模型[49]。Wang等[50]发现由于降雨、风力下降或障碍物等因素会使微塑料沉积到土壤中,其中风成输送是微塑料进入沙漠的主要传输途径。因此,风成输送为微塑料从源头到全球各地的分布提供了可能,且风成输送作为微塑料在地面传输的途径,可导致人类及生物暴露在超出其来源的环境中。在环境和人类健康风险评估研究中,应更多地关注微塑料在土壤中传输的各种途径和生物体接触微塑料的方式。

综上,随着检测技术的不断进步,土壤中微塑料的形貌、性质及丰度分布信息得到进一步完善。土壤中微塑料污染领域的研究逐渐从农田土壤发展为更广泛的研究范围,包括高山[48]、沙漠[49-50]、湿地[37]、灰尘[42]和沉积物[41]等不同领域。土壤中的微塑料对动物和植物造成的物理磨损和堵塞已经得到证实,当微塑料在生物体内累积到一定量,会诱发生物体内发生氧化应激反应,对土壤中的物质循环和全球碳氮循环带来潜在危害。人类暴露在微塑料含量较高的环境中,通过呼吸和饮食摄入微塑料并在体内富集后对呼吸系统和免疫系统带来的危害将成为新的热点。未来将通过化学回收的方式对塑料制品进行热裂解或解聚,将废旧塑料中的有机成分转化成小分子烃类的石油化工原料,在推动地球绿色发展理念的同时将减少微塑料对人类健康的负面影响。

3 讨论与结论

3.1 讨论

微塑料作为一种新型污染物,它在土壤中累积并通过多种传输方式发生迁移,分布在全球各地日益受到关注。并且因为人类生活环境中广泛使用塑料制品,这意味着微塑料会不断产生并进入土壤。微塑料表面疏水和比表面积大的特性会使其吸附来自周围土壤环境,甚至空气和水中的其他有害污染物,如重金属离子、抗生素、多氯联苯、二恶英和多环芳烃等具有生物累积性的有毒物质形成复合污染物,对土壤造成复合的污染。

值得注意的是,陆地和海洋环境中存在的微塑料是可以传导的,但微塑料在水陆系统中传导的数量和关系目前尚不清楚。道路径流、非法倾倒废物和农业实践输入等污染方式在未来应受到持续关注,除非废物管理实践得到改善,否则在未来10年内流入土壤和海洋的塑料数量可能会增加一个数量级。并且随着微塑料分解产生更多纳米级别的塑料时,它可以吸附和释放更多的化学物质,更重要的是,它具有更强的生物活性,更容易被细胞和组织吸收,最终会危害生物体并通过食物链传递给人类。

农田土壤已成为微塑料污染的重灾区,由微塑料自身及其携带的复合污染物对土壤质量和物质内部循环的危害已经引起人们的高度关注。微塑料中添加剂的释放及增塑剂对土壤代谢能力的影响缺少数据报道。目前涉及土壤内部过程及效应时,没有明显区分为室内与野外调查。因此,微塑料对土壤和土壤动植物带来的风险评估需要向实际环境靠拢,开展野外实验确保数据分析的准确性。

3.2 结论

文献计量分析结果表明,我国开展土壤微塑料污染研究较晚,但发展迅速。国内外的研究热度自2018年起持续高涨,年发文总量呈显著增长趋势。ScienceoftheTotalEnvironment、Science和EnvironmentalPollution是该领域具备高影响力的3个期刊。骆永明、周倩、涂晨与章海波等人在国内活跃程度最高且建立合作关系最早。瓦赫宁根大学的Violette Geissen团队与西北农林科技大学的Yang Xiaomei团队合作密切。中国科学院是国内外发文数量最多的机构,西北农林科技大学和瓦格宁根大学研究中心是本领域的研究主力。关键词的共现和突现分析表明,国内围绕农田土壤中微塑料的来源与分布特征、土壤污染的防治措施、微塑料的吸附迁移规律、对生态环境的危害与防治等方向进行研究。国外针对微塑料的老化降解,在土壤中累积和生物体摄入微塑料后的风险以及鉴定土壤中微塑料的方法等方面进行广泛探索。单一种类的微塑料和多种类型聚合物之间的相互作用机制、微塑料中添加剂的释放及在土壤中的迁移规律、将土壤-作物系统的研究区分为室内模拟与野外调查等研究内容可能成为今后的研究热点。总而言之,在土壤微塑料污染领域取得的研究成果已帮助人们认识到微塑料的危害,但维护土壤健康,精准阻断生物体对微塑料的摄入,仍需更加详细的污染评估与治理方法。