水蚀对黑土微塑料运移和分布影响的初步研究

王琬,张少良,刘旭,王玖琪,闫鹏科,李传宝

(东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨 150030)

粒径小于5 mm 的塑料颗粒、碎片、纤维等被定义为微塑料(microplastics,MPs)[1],MPs一旦进入环境和生物体内,将改变环境中的物质循环,也可能对生物造成严重的危害,甚至威胁到人类的健康[2]。MPs粒径小、密度小、比表面积大,较容易发生迁移和扩散[3],且具有易吸附有机污染物和重金属等特性[3],因此MPs的迁移行为进一步增加了其对生态环境和生物的威胁。近年来关于MPs的迁移和时空分布特征的研究主要集中在水环境中,而有关土壤,尤其是耕地土壤中MPs迁移分布特征的研究还缺乏报道。

MPs在土壤中迁移受MPs自身性质、土壤的理化性质、气候、土壤生物、人类活动的影响[2,4]。不同粒径的MPs表现出的迁移能力及迁移范围不同[5],一般来说,MPs的粒径越小越容易通过土壤微孔隙迁移,如＜850μm 的MPs颗粒在小于土壤孔隙时更容易发生垂直迁移[6-7],一些大粒径MPs颗粒受重力和水流的作用也可沿土壤大缝隙运移[2]。MPs自身理化性质发生改变时,其迁移能力也会发生改变,经过紫外线、臭氧老化处理过的聚丙烯酰胺(PS)表面电负性增强、疏水性降低,其在砂质壤土中的运移能力显著增强[8]。土壤的孔隙度、粗糙度、酸碱度等性质会不同程度地影响MPs的迁移[5],MPs在孔隙较大(＞0.08 mm)的土壤中迁移范围较大[9],在粗糙度较大的土壤中滞留量较大[10],在碱性土壤中的迁移距离较远[11]。此外,降雨引起的土壤干湿循环会促进土壤裂缝的产生,能够加速聚乙烯(PE)MP、聚丙烯(PP)MP 在砂土中垂直迁移[12],深层土壤中的低密度MPs一旦受到雨水冲刷而发生悬浮,将伴随水土流失进行迁移[13]。MPs在土壤中的迁移与生物活动密切相关,土壤生物(如蚯蚓、鞭毛虫、纤毛虫等)的运动和误食会导致MPs 由表层向深层土壤的迁移[14-15]。同时,人类活动会严重干扰土壤MPs的迁移,整个农业生产过程都会对土壤形成扰动,加速MPs在农田中的迁移,改变耕地土壤MPs的分布。然而关于侵蚀过程土壤MPs的迁移过程和侵蚀后土壤中MPs空间分布特征还少见报道。

耕地土壤中的MPs主要来自农膜覆盖、污水灌溉、农药化肥包装等,黄土高原耕地土壤MPs的平均丰度为475个/kg[16],部分黑土中MPs含量可达8 400个/kg[17]。研究发现墨西哥雨水径流的MPs丰度为66～191个/L,其中小粒径MPs在地表径流中占比较大[18],这些MPs能够通过径流进入地下水,这将对农业生态、自然生态安全造成威胁。黑龙江省纬度高,春季地温低,农膜被广泛应用在春季土壤增温。据报道典型耕地黑土中MPs丰度范围是0～800 个/kg,以LDPE 和LDPP为主[13]。同时,东北典型黑土区也是我国主要的水蚀区之一,约25.6%的黑土受到水力侵蚀[19],其中坡耕地水土流失面积约占黑土区总水蚀面积的43.39%[20],水蚀过程也必然影响到土壤MPs的迁移和分布,而相关研究还缺乏报道。因此,本研究以典型黑土为研究对象,通过室内模拟的方法,研究降雨对坡面土壤LDPE-MP和LDPP-MP水平运移、垂直运移,以及侵蚀后坡面表层土壤MPs的空间分布特征,目的为黑土MPs污染防控和相关模型构建等提供理论和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验装置与方法

试验用装置为长100 cm、宽10 cm、高分别为20 cm(坡上)和5 cm(坡下)的矩形铁槽(图1),铁槽末端设开口(Ⅲ口),用于收集地表径流,铁槽底部的中间(Ⅰ口)和末尾(Ⅱ口)设有两个5 cm×10 cm 的开口,放置2 mm 孔径铁丝网,用于收集入渗雨水。所有铁槽放置坡度为5°的铁架子台面。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ口处放置漏斗和大烧杯,收集降雨过程中产生的泥沙和径流。铁槽的上方40 cm 处放置2个直径为10 cm的喷头模拟降雨,降雨覆盖整个土槽子,降雨均匀度0.81,降雨强度为54 mm/30 min,降雨时长30 min。

图1 试验装置模拟图Fig.1 Simulation diagram of test equipment

试验选用未受塑料污染的黑土(试验前通过红外光谱测定),取自哈尔滨市东北农业大学向阳实习试验基地耕层土壤,充分混匀后过2 mm筛,土壤基本理化指标见表1。低密度聚乙烯微塑料(LDPE-MP)、低密度聚丙烯微塑料(LDPP-MP)购置于中国红星增塑公司,将两种MP按照1∶1的重量比均匀混合成MPs,其特性以及粒径比例见表2。将100 g MPs分别与15,18 kg土壤反复过2 mm筛混合均匀,向铁槽中填充土壤并制成容重(BD)为1.0 g/cm3(BD1.0),1.2 g/cm3(BD1.2)的土槽,其MPs浓度分别为5.5,6.6 g/kg,土层高度为15 cm,每个处理3次重复。

表1 试验土壤的理化性质Table 1 Physical and chemical properties of experimental soil

表2 MPs的密度和粒径组成Table 2 Density and particle size composition of MPs

1.2 试验样品的收集与处理

降雨过程中,每间隔5 min收集一次3个位点的雨水、土壤于铝盒中。降雨结束,将铁槽内的土壤自然风干,从坡上至坡下每间隔10 cm 均匀采样,垂直方向由上至下每间隔5 cm 均匀采集土壤样品。

1.3 微塑料的提取方法

将降雨过程用铝盒收集的土壤样品加入100 ml蒸馏水用玻璃棒反复搅拌均匀,再将铝盒注满水,静置24 h,将含有MPs的上清液倒入100 ml烧杯中,再补加蒸馏水注满烧杯,进行浮选、过滤,重复4次。铁槽内的土壤充分混匀后,每个样品称取10 g于100 ml的烧杯中,利用浮选法提取MPs。MPs烘干后将其再次置于100 m L烧杯中,加入10 m L 硫酸亚铁催化剂,再缓慢加入20 ml 30%(v/v)H2O2,反应时间约2 h,待有机质被去除后,将烧杯加满蒸馏水,再次浮选MPs。提取的MPs样品于烘箱60℃烘干,万分之一天平称重。试验过程保持实验室清洁无MPs污染。

2 结果与分析

2.1 降雨入渗、地表径流与土壤流失量的变化规律

降雨结束后,Ⅰ口高容重(BD 1.2 g/cm3)和低容重(BD 1.0 g/cm3)入渗量分别为1.62,4.17 L(表3)。高容重处理的入渗雨水流速在0～20 min迅速增加后趋于稳定,低容重处理则在10 min后就达到稳定。Ⅰ口降雨入渗深度随着时间的增加先迅速增加而后趋于稳定,高容重和低容重最终深度分别为3.80,8.53 mm。高容重处理在降雨20～25 min产生的降雨入渗深度是25～30 min的1.33倍(p＜0.05);低容重处理10～15 min 时段产生的降雨入渗深度最大,比25～30 min大7.42%。不同处理Ⅰ口处土壤流失量均随着降雨时间的增加逐渐降低,Ⅰ口处高容重和低容重总流失量分别为1.12,4.02 g,低容重处理在0～5 min产生的土壤流失量占Ⅰ口总流失量的54.18%,高容重处理在降雨各时段的土壤流失量没有显著差异。

表3 降雨过程中地表雨水收集、降雨入渗、土壤流失量随时间变化特征Table 3 Characteristics of surface rainwater collection,infiltration,and soil loss over time during the rainfall process

Ⅱ口处入渗雨水流速随着时间的增加呈现先增加后降低的趋势(表3),高容重处理入渗雨水流速在15～20 min最大,为1.89 cm3/s,产生的降雨入渗深度为5.67 mm,是降雨30 min后深度的1.34倍;低容重处理收集的总流量为2.98 L,降雨0～10 min入渗雨水流速快速增加至最大,其中5～10 min入渗雨水流速是0～5 min的2.71倍,降雨入渗深度比降雨25～30 min大了21.02%。Ⅱ口处的土壤流失量总体较低,高容重和低容重处理分别占总流失量的0.061%,0.058%,随着降雨时间的增加流失速率逐渐降低,高容重和低容重处理0～5 min产生的土壤流失量分别是25～30 min的5.83,5.11倍(p＜0.05)。土壤容重越大,入渗雨水流速、深度越小,土壤流失量越小。

降雨0～5 min后,土槽末端土壤塌方、侵蚀较严重。经过30 min的降水,Ⅲ口处高容重和低容重处理的总地表径流量分别为51.55,46.28 L(表3),径流量速随着时间的增加而增大,高容重处理在降雨25～30 min的水流速度为33.66 cm3/s,是0～5 min的1.61倍(p＜0.05),25～30 min时段的水流深度比0～5 min大61.12%(p＜0.05);低容重处理在降雨25～30 min的水流速度是0～5 min的1.52倍(p＜0.05),降雨0～5 min产生的水流深度比25～30 min的深度小34.13%(p＜0.05)。由于地表径流产生的土壤流失量显著高于Ⅰ口、Ⅱ口,约为土壤总侵蚀量的99.81%,各时段的土壤流失量随着降雨时间的增加而逐渐降低,在5 min时达到峰值,10 min后各时段的土壤流失量均趋于稳定。0～5 min高容重和低容重处理的土壤流失量分别为0.80 kg,0.67 kg,分别占Ⅲ口总侵蚀量的41.26%,33.20%。

坡中位置降雨入渗强度及其随之流失的土壤均大于坡下,单位时间内的入渗量越小,土壤流失量越大。低容重处理在坡中、坡下的平均入渗量均大于高容重处理,而地表径流强度小于高容重处理。低容重处理由于地表径流产生的土壤流失量大于高容重处理。

2.2 地表径流和流失泥沙中微塑料的流失规律

降雨过程中MPs伴随地表水流、流失土壤进行迁移(图2),Ⅲ口处高容重和低容重处理由于雨水冲刷最终造成的MPs流失总量分别为10.59,14.71 g,分别占MPs总流失量的97.88%,98.66%。降雨0～5 min土壤侵蚀较严重,MPs在降雨初期伴随泥沙大量流失,MPs流失量随着降雨时间的增加而逐渐减少,15 min后随着径流和土体结构的稳定达到平稳。不同降雨时段的MPs流失浓度差距不显著,高容重处理降水25～30 min收集的土壤中MPs浓度为7.44 g/kg,比土壤初始添加的MPs平均浓度高了33.81%;低容重处理在降雨25～30 min收集的MPs浓度为6.11 g/kg,比初始添加的MPs浓度低了8.40%。

图2 Ⅲ口处不同降雨时段的MPs流失量、流失浓度Fig.2 Mass and concentration of MPs loss during different rainfall periods at entranceⅢ

同一降雨时段中,高容重处理MPs流失量与该时段径流量呈显著负相关关系(p＜0.05)、与该时段土壤流失量呈显著正相关关系(p＜0.05);MPs流失浓度与该时段的径流量呈正相关关系、与该时段土壤流失量呈负相关关系(图3)。高容重处理MPs伴随泥沙在降雨初期大量流失,泥沙中的土壤越多,MPs流失量越大,泥沙中雨水量越大,MPs流失浓度越高。低容重处理每个降雨时段MPs流失量与其对应的径流量呈极显著负相关(p＜0.01)、与土壤流失量呈极显著正相关关系(p＜0.01),每一时段收集到的土壤流失量越大MPs量也越大;MPs流失浓度与径流量、土壤流失量无明显相关关系。当受到短时强降雨时,MPs流失量受地表径流的影响较大,易受泥沙携带沿坡表面从上向下进行迁移;土壤容重越大时,地表径流造成的土壤流失量、MPs流失量相对较小,土壤容重越小,MPs向坡下的迁移程度越大。

图3 Ⅲ口处MPs的流失情况与径流量、土壤流失量的关系Fig.3 Relationship between the loss of MPs and runoff,soil loss mass at entranceⅢ

2.3 入渗雨水和流失泥沙中微塑料的流失规律

降雨过程雨水入渗影响土壤中MPs的垂直迁移。Ⅰ口处高容重和低容重处理MPs总流失量分别为0.12,0.11 g,分别占总流失量的1.08%,0.74%,高容重处理在Ⅰ口处的MPs流失量比低容重处理高了6.12%,高容重的MPs平均流失浓度是低容重处理的3.41倍(图4)。降雨0～20 min内,高容重处理不同时段的MPs流失量和流失浓度变化比较平稳,20～30 min内MPs流失浓度迅速增加;低容重处理MPs流失浓度随降雨时间的增加缓慢增加。Ⅱ口处高容重和低容重处理MPs总流失量分别为0.11,0.089 g,平均流失浓度分别为197.45,100.53 g/kg,不同时段内MPs流失量均没有显著差异(图4)。高容重处理的MPs流失量随降雨时间的增加显著增加,25～30 min内MPs流失量是0～5 min时段的1.18倍(p＜0.05)。

图4 Ⅰ,Ⅱ口处不同降雨时段的MPs流失量、流失浓度Fig.4 Mass and concentration of MPs loss during different rainfall periods at entrancesⅠandⅡ

同一降雨时段中,高容重处理各时段MPs流失量与对应时段Ⅰ口入渗量呈显著负相关关系(p＜0.05);MPs流失浓度与对应时段土壤流失量呈显著负相关关系(p＜0.05)、入渗量呈负相关关系(图5)。各降雨时段低容重处理MPs流失量随着入渗量的增加呈现先降低后升高的趋势(p＜0.05),与对应时段土壤流失量呈正相关关系;各时段MPs流失浓度与对应降雨时段入渗量呈显著正相关关系(p＜0.05)、与土壤流失量呈显著负相关关系(p＜0.05)。高容重处理各降雨时段MPs流失量与Ⅱ口入渗量呈显著负相关关系(p＜0.05);MPs流失浓度与对应时段的降雨入渗量呈负相关关系、与土壤流失量呈显著负相关关系(p＜0.05)(图6)。高容重处理的降雨入渗量越大,土壤流失量越大,MPs流失浓度越小。各降雨时段低容重处理MPs流失量与对应时段的土壤流失量呈现显著正相关关系(p＜0.05)、与入渗量呈正相关关系,降雨入渗量越大,土壤流失量越大,MPs流失量越大;不同时段MPs流失浓度与对应时段的入渗量呈正相关关系、与土壤流失量呈负相关关系。低容重处理的降雨入渗量越大,MPs流失浓度越大。高容重处理在Ⅰ口、Ⅱ口的MPs流失总量分别占MPs总流失量的1.08%,1.04%,分别比低处理高了6.12%,26.7%,其MPs平均流失浓度分别是低容重处理的3.41,1.96 倍。综上,Ⅱ口处MPs平均流失浓度较高,MPs在坡下位置的垂直迁移程度大于坡中。

图5 Ⅰ口处MPs的流失情况与降雨入渗量、土壤流失量的关系Fig.5 Relationship between the loss of MPs and rainfall infiltration and soil loss mass at entranceⅠ

图6 Ⅱ口处MPs的流失情况与降雨入渗量、土壤流失量的关系Fig.6 Relationship between the loss of MPs and rainfall infiltration and soil loss mass at entranceⅡ

2.4 侵蚀对土壤中微塑料空间分布特征的影响

高容重处理土壤中MPs的平均浓度为4.24 g/kg,比初始添加的MPs浓度低了23.65%(图7)。0—5 cm深度土层中(表层),MPs平均浓度沿坡上(距离坡顶10—40 cm)、坡中(距坡顶40—70 cm)、坡下(距坡顶70—100 cm)逐渐升高,距坡顶60—70 cm 处MPs浓度最高。5—10 cm(中层)深度土层中高容重处理MPs的分布呈现坡上、坡下少,坡中多的情况,在距坡顶50—60 cm处达到最高值,MPs浓度为4.86 g/kg,比最低值(距坡顶90—100 cm 处)高了25.84%。10—15 cm 深度土层(底层)中,高容重处理MPs的平均浓度沿坡上、坡中、坡下逐渐降低,在距坡顶60—70 cm 处达到最高值,为4.86 g/kg,比50—60 cm 处高了12.33%。高容重处理MPs浓度在距坡顶10—30 cm,60—70 cm 处随着土层深度的增加而增加,其中距坡顶60—70 cm 处底层MPs浓度分别比表层、中层高11.01%,4.11%。

图7 侵蚀结束后土壤中MPs的空间分布特征Fig.7 Spatial distribution characteristics of MPs in soil after erosion

低容重处理土壤中MPs的平均浓度为5.14 g/kg,比初始添加的MPs浓度低了22.93%(图7)。0—5 cm 深度土层中,低容重处理MPs在坡中处的平均浓度较高,在距坡顶60—70 cm 处达到最高值;坡底处MPs浓度低于坡上、坡中,其中距坡顶80—90 cm处MPs浓度为4.22 g/kg,比70—80 cm 低了6.27%(p＜0.05)。5—10 cm 深度土层MPs平均浓度沿坡上、坡中、坡下逐渐降低,在距坡顶90—100 cm 处MPs浓度为3.34 g/kg,比80—90 cm 处低了37.21%(p＜0.05)。10—15 cm 深度土层中,MPs的平均浓度沿坡上、坡中、坡下显著降低,坡上MPs平均浓度是坡下的1.37倍(p＜0.05),距坡顶20—30 cm 处MPs浓度分别是80—90 cm,90—100 cm 处的1.46,1.76倍(p＜0.05)。低容重处理距坡顶10—30 cm,70—90 cm 处中间土层MPs浓度较高,表层MPs浓度最低;距坡顶70—80 cm 处中间土层MPs浓度分别是表层、底层的1.58,1.43倍,其他水平距离处中间土层MPs浓度均较低。

3 讨论

降雨侵蚀初始阶段发生了严重的塌方和水土流失,随着降雨时间的增加坡面的水土流失情况趋于稳定,形成了降雨入渗和地表径流,水流会促进土壤中MPs的迁移。通常降雨过程中坡面径流流速具有“递增—稳定”的变化趋势[21],而本试验中地表径流流速随着降雨时间的增加而增大,可能是降雨时间较短的缘故。Ⅲ口处各降雨时段MPs的流失量与对应时段径流量呈负相关关系,各时段的MPs流失量随着降雨时间的增加而降低,然而流速增大时较大的水流剪切力并不利于MPs在土壤中滞留,且土壤孔隙中水流流速越大MPs的迁移能力越强[22],MPs在水平方向上的迁移主要是受径流水动力的影响[23],本研究发现MPs更易受到土壤携带在水动力的作用下发生迁移。Ⅲ口处各时段MPs流失量与对应时段土壤流失量呈显著正相关关系,Ⅲ口处降雨0～5 min时发生了大量的土壤流失,高强度降雨会使土壤孔隙产生较高的水压力[24],坡下位置易饱和从而先受到雨水侵蚀[25],坡下位置的MPs也受到雨水冲刷伴随土壤大量流失。且有研究表明不同降雨强度下MPs的流失量及流失浓度均与地表径流产沙量呈正相关关系[26],说明降雨过程中MPs主要是伴随泥沙沿坡表面从上向下迁移的。高容重、低容重处理的地表径流MPs流失量分别占总流失量的97.88%,98.66%,土壤容重越小MPs从坡上向坡下的迁移程度越大,且当土壤饱和后有更多的LDPE-MP和LDPP-MP(密度＜1 g/cm3)通过土壤孔隙向上悬浮到土壤表面,增加地表径流中MPs浓度和流失量,这与土壤本身的孔隙度、粗糙度有关,同时多孔介质中孔隙水流速也可能是影响MPs在介质表面的沉积与释放的重要因素[27]。然而,高容重土壤孔隙较小,且土壤为MPs提供较多的吸附位点[28],从而导致MPs滞留于土壤中,虽然土壤饱和但是很难向上悬浮,MPs更容易受微小土壤颗粒吸附和一同运移。因此,低容重土壤受到雨水侵蚀时更容易导致MPs上浮和向坡下迁移。

本试验中Ⅰ,Ⅱ口处MPs的流失量占总流失量的0.88%,0.78%,土壤和MPs的垂直迁移量较少,但Ⅰ口、Ⅱ口处MPs浓度显著高于Ⅲ口,其中Ⅱ口处的MPs平均流失浓度最高。通常来说,壤中流所导致的物质流失浓度至少是地表径流的20倍[29],≤20 cm 深度土壤的MPs流失浓度主要受降雨强度的影响[26],壤中流MPs平均流失浓度远大于地表径流,这是由于部分MPs被细小土壤颗粒吸附,受到强降雨冲刷通过土壤孔隙发生垂直迁移。本试验还发现低容重处理入渗雨水中MPs流失浓度与入渗量呈正相关关系,高容重处理入渗雨水中MPs流失浓度与入渗量呈负相关关系,这可能是因为降雨初始阶段,低容重处理的大颗粒和小颗粒土壤同时向下迁移速度更快,导致土壤流失量较大,此阶段也会使土壤更加紧实[30]。Ⅰ口处低容重处理MPs流失浓度与对应时段的土壤流失量呈显著负相关关系,降雨过程小颗粒土壤的流失,可能会导致土壤大颗粒之间形成微小孔隙,甚至形成优先流,结果导致土壤流失量随着降雨时间的增加逐渐减小,但是小颗粒土壤和MPs仍然发生流失,因此MPs浓度会随时间逐渐增加,而与土壤流失量呈负相关。高容重处理入渗雨水中MPs流失量、流失浓度大于低容重处理,这可能是因为孔隙度小的土壤表面吸附了较多MPs[31],水蚀发生后由于重力原因MPs随着流失土壤发生垂直迁移。降雨过程坡面MPs的垂直迁移会受到降雨入渗的影响,但受瞬时流量的影响较小,越接近坡底MPs垂直迁移程度越大,土壤容重越高MPs垂直迁移量越大。由于降雨入渗的运动及传输过程均在土壤内部进行,虽然随雨水入渗而垂直迁移的MPs量有限,但是其浓度较高也不应忽略。

降雨结束后,高容重处理表层、底层土壤中MPs浓度在距坡顶60—70 cm处达到最高值,中间土层在距坡顶50—60 cm处达到最高值;低容重处理表层、中层土壤中MPs浓度在距坡顶70—80 cm 处达到最高值。受重力和水动力作用,降雨导致坡上MPs向坡中和坡下位置迁移,低容重处理受地表径流的影响程度大,导致表层、中层MPs从坡上向坡下的迁移程度较大,故坡面中MPs浓度最高值分布的位置比高容重处理距离坡顶更远。低容重处理不同深度土层中MPs浓度均在距坡顶80—100 cm处达到最低值,这可能是因为较低容重坡面的坡下位置土壤更易受到径流冲刷[25],携带MPs发生迁移,导致坡下位置MPs迁移量较大,残留于土壤中的MPs减少。高容重处理坡上MPs平均浓度随着土层深度的增加而增加,坡中、坡下位置中间土层MPs平均浓度较高;低容重处理坡上MPs平均浓度随着土层深度的增加而增加,坡中表层MPs平均浓度较高,坡下中间土层MPs平均浓度较高。有研究发现,与本试验相近的降雨强度下,底土层的MPs残留浓度最高,这可能是因为本试验的降雨时间不足让更多的MPs迁移至底层土壤[26]。同时,坡中、坡下处MPs会受降雨入渗的影响而流失,越靠近坡底垂直迁移程度越大,底土层残余MPs减少。此外,降雨过程中较细的土壤颗粒易被径流冲走,而较粗的颗粒则被保留在坡面中,进而改变了土壤孔隙的空间分布格局,也会影响MPs的垂直迁移[32],因此坡面,尤其是容重较低的坡面受到雨水侵蚀后为MPs的垂直迁移提供了更大的孔隙空间。

水蚀会导致坡面产生大量水土流失,土壤中的MPs易伴随泥沙在水动力的作用下沿坡面迁移,降雨入渗会使土壤中的MPs随水流发生垂直迁移,低容重土壤中的MPs受到水蚀后迁移距离更远、迁移量更大,土壤MPs污染面积变大。土壤MPs流失的同时,可能会携带环境中其他污染物进行迁移[3],如泥水中PS-MPs受到高强度的水力扰动下会吸附悬浮物后向下迁移[33],有些MPs还能吸附重金属和有机污染物等[7],这些复合污染物甚至会随MPs进入地下水进而污染水环境,对生态系统造成更大的威胁。

4 结论

(1)黑土中MPs易随泥沙沿坡面向下迁移。土壤容重越大,地表径流造成的MPs流失量越小;土壤容重越小,MPs在土壤表层向坡下的迁移程度越大。

(2)降雨入渗会影响MPs的垂直迁移,坡下处的MPs垂直迁移程度较大。土壤容重越大,MPs垂直迁移量越大。

(3)高容重处理的降雨入渗量越大,土壤流失量越大,MPs流失浓度越小。低容重处理的降雨入渗量越大,MPs流失浓度越大。

(4)侵蚀结束后,低容重土壤水平方向坡中中间土层MPs显著降低,坡下各土层MPs均显著降低;高容重土壤水平方向只有坡下中间土层和底土层MPs浓度显著降低。