R

文章亮点:

摘要：微塑料（MPs）污染正成为全球关注的一个严重的环境问题。目前，MPs对水生生态系统的影响已经得到了从物种到群落的详细和深入的研究。然而，作为MPs的最大储库，土壤的研究较少，对MPs的发生、环境命运和生态影响知之甚少。因此，在现有知识的基础上，本文首先特别关注了土壤MPs的主要污染源，并探讨了其空间分布强烈异质性的主要原因。其次，作为评估MPs污染的首要前提，我们系统地总结了土壤MPs的分析方法，并严格详细了不同方法在各个操作步骤中的优缺点。此外，本文强调了MPs与复杂的化学污染物的综合污染、土壤中的吸附机制和相关因素。最后，概述了MPs对土壤、植物、食物链甚至人类造成的风险，并提出了土壤MPs研究的未来方向，同时强调迫切需要一种统一的MPs提取和鉴定方法。该研究为全面了解土壤MPs的分离及其作为污染载体的生态风险提供了理论参考。

图文摘要

主要内容：

土壤MPs的发生：

土壤MPs来源广泛，通常可分为初级和次级来源。根据现有研究，土壤MPs污染表现为以下几个特点：1）空间分布具有高度的可变性和异质性；2）MPs可以存在于各种土地利用类型中（例如：农业区、排水沟、垃圾填埋场、工业区、草坪、公园、路边和荒地等）；3）描述MPs丰度的单位存在多种形式（例如：N kg^-1，items kg^-1，particle kg^-1，pieces kg^-1，MPs kg^-1等）；4）目前现有关于MPs的研究大多数集中在中国。

Fig. 1 The main sources of soil MPs.

土壤MPs的分离与检测：

目前，关于土壤MPs的各种提纯（密度分离、泡沫浮选、磁萃取、静电分离、油分离和溶剂萃取）、消化（过氧化氢氧化、酸碱消化和酶解）以及鉴定和表征（目测鉴定、振动光谱和热分析）的方法已经开发出来，不过每种方法都有自己的优缺点，需要结合研究目标和实验条件来确定合适的方法。同时，值得注意的是，采样地点的选择、采样深度和质量的控制也是获得可靠数据的前提条件。

Fig. 2 Methods for the extraction and identification of MPs in soils.

MPs和化学品的综合污染和影响因素：

近年来，随着工业和城市污染的加剧以及农业用化学品种类和数量的增加，土壤的重金属和有机化学品污染越来越严重。而进入土壤的MPs，由于其体积小、比表面积大和疏水性强，已被证明可以通过包括疏水、静电、π-π、氢键、孔隙填充和范德华力等各种相互作用吸附大量的污染物，MPs和化学品的联合污染和相互作用可能改变两者的生物利用率和环境行为，甚至迁移和转移到食物链中，从而严重危害生态系统或人类健康。然而，值得注意的是，MPs和污染物之间的相互作用很复杂，受多种因素的影响，如MPs的特性（聚合物类型、材料密度、尺寸、颜色、表面官能团和MP的老化等）、污染物的性质（类型、疏水性、表面电价、分子量、分子的三维几何形状等）和环境条件（pH、盐度、溶解性有机物DOM）。因此，有必要重视MPs和污染物的联合暴露及其影响机制。

Fig. 3 Chemicals interacting with MPs in soils, the main sorption mechanisms, factors affecting sorption and the effects of their interaction.

MPs对土壤生态系统的风险：

MPs对可以改变土壤的物理结构和生态功能，引起植物多层次毒性（如：延迟种子发芽、抑制植物生长、改变根系性状、减少生物量、干扰光合作用、造成氧化损伤和产生基因毒性等），甚至被植物吸收积累并分布于也食用部位，从而迁移富集于食物链，引起动物生长抑制、代谢紊乱、免疫力下降、炎症、肠道菌群减少甚至死亡等毒性作用。

综述发表在Environmental Pollution，影响因子8.071。第一作者张志琴，通讯作者方临川研究员，该研究得到国家自然科学基金（41977031）和陕西省杰出青年科学基金（2020JC-31）资助。