近期，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田有機污染生物消減創(chuàng)新團(tuán)隊研究揭示農(nóng)業(yè)有機投入品的溶解性有機質(zhì)對不同粒徑納米塑料遷移的差異性影響，闡明了溶解性有機質(zhì)特征組分對納米塑料固定和促進(jìn)遷移的微觀機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)(Environmental Science & Technology)》上。
農(nóng)田塑料殘留問題日益受到人們的關(guān)注。微塑料在農(nóng)田土壤中降解形成納米塑料，更容易在土壤孔隙中遷移。農(nóng)田有機投入品（生物質(zhì)炭、秸稈和畜禽糞便等）釋放的溶解性有機質(zhì)可以改變土壤—水—納米塑料系統(tǒng)的表面化學(xué)性質(zhì)，從而影響納米塑料遷移能力和環(huán)境歸趨，但它們的相互作用微界面機制還不清楚。
該研究綜合采用遷移模型、DLVO理論和量子化學(xué)計算等手段，對納米塑料和農(nóng)業(yè)有機投入品的溶解性有機質(zhì)的共遷移機制進(jìn)行深入分析。研究發(fā)現(xiàn)，小粒徑的納米塑料（50納米）在遷移過程中容易與農(nóng)業(yè)有機投入品溶解性有機質(zhì)發(fā)生共沉積，而這些溶解性有機質(zhì)對大粒徑納米塑料（400納米）的遷移有促進(jìn)作用。溶解性有機質(zhì)的特征組分胡敏酸和纖維素與納米塑料的相互作用最為緊密，主導(dǎo)了小粒徑納米塑料的滯留；而胡敏酸增加靜電排斥貢獻(xiàn)更顯著，促進(jìn)大粒徑納米塑料的遷移。由于豬糞有機肥溶解性有機質(zhì)釋放濃度高、腐殖質(zhì)指數(shù)適中、纖維素含量較高，對小粒徑納米塑料的阻滯作用和大粒徑納米塑料遷移的促進(jìn)作用均為最強，因此，更容易使納米塑料在農(nóng)田土壤剖面上產(chǎn)生粒徑分餾，增加了小粒徑納米塑料被作物根系吸收和累積的風(fēng)險。該研究成果為農(nóng)田微塑料污染管控和治理提供了理論依據(jù)。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、天津市自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.est.1c07574
