当Mary Beth Kirkham被邀请与人合著一本关于环境中的塑料微粒的新书时，她还没有研究过塑料微粒，但在现有的研究中，她发现了一些东西。
“我在文献中读到过……土壤中的塑料微粒会增加镉和其他有毒微量元素的含量。柯卡姆是一名植物生理学家，也是堪萨斯州立大学的著名农学教授，他告诉EHN。
柯卡姆的专长是水与植物的关系以及重金属的吸收，因此她决定进行自己的研究，她种植了接触微塑料、镉以及微塑料和镉的小麦。然后，她将这些植物与那些不添加任何一种添加剂的植物进行了比较。她之所以选择镉，是因为它有毒、致癌，而且由于人类活动，镉在环境中无处不在——它从电池和汽车轮胎中脱落，在用于制造镉的磷矿中天然存在农业肥料。
“镉无处不在，”柯卡姆说。
实验结束时，她把自己种的小麦送去进行分析，为了验证之前的报告，用微塑料种植的小麦受到了更多的镉污染。“塑料确实是镉吸收的媒介，”她说。
她的实验成为新书的一个章节“陆地和水生环境中的塑料微粒。”
“我认为人们还没有意识到植物吸收微塑料是一个问题，”柯卡姆说。“它只是没有进入公众的视线。”
塑料微粒，粗略定义为直径小于5毫米的塑料碎片，或大约一小粒米的大小，已经在全球生态系统和公众意识中留下了它们的印记，以杀死海鸟和小米粒而闻名雨落在荒野地区。尽管海洋微塑料的影响一直是媒体和科学关注的主题，但研究人员说，大多数微塑料实际上是在陆地上积累的，包括农业地区。一项估计显示，每年有10.7万至73万吨微塑料被倾倒到美国和欧洲的农业土壤中，而流入海洋的微塑料则有9.3万至23.6万吨。
微塑料通过处理过的污水污泥到达农场，这些污泥被用作肥料、塑料覆盖物，甚至还被故意添加为缓释肥料和保护性种子涂层。仅仅在过去的几年里，研究的增加已经揭示了这种污染对农业系统的所有方面的潜在影响，从土壤质量到人类健康。
污水污泥、覆盖物和缓释肥料
卢卡Nizzetto,挪威水研究所研究科学家开始研究塑料微粒在农业土壤之后,他注意到,绝大多数塑料微粒的研究集中在海洋。
Nizzetto告诉EHN:“大部分的海洋资源实际上是基于陆地的。”“没有人关注源头附近发生了什么。”当他的团队开始评估潜在土地下沉塑料微粒他们“立即[确定]农业的热门领域之一。”
微塑料可以通过污水污泥进入农田，废水中过滤出的固体，常用来给农田施肥。微塑料最初是通过洗衣、个人护理产品和城市径流进入废水中的。
尼兹泽托说，大多数微塑料都保留在污泥中，因为水在处理设施中被清洗，而且在2016年纸据他的研究小组估计，每年每百万人中有1.25到850吨的污水污泥被倾倒在欧洲的农田上。Nizzetto还在同一份报纸上报道说，在欧洲和美国，大约有50%的污水污泥被用于农业生产
塑料微粒已经报道早在1998年和2020年，研究人员估计每年大约有21,249吨的微塑料从污泥中释放到美国的农田中。由于它们在土壤中的顽强抵抗，美国研究人员甚至调查利用当代土壤微塑料剖面作为过去污泥应用指标的可能性。
微塑料也可以通过降解农民使用的塑料材料进入农业土壤。柯卡姆说，在20世纪50年代，温室里的塑料覆盖代替了玻璃。塑料覆盖物也开始普及，在世界许多地方变得很普遍。这些覆盖在地面上的塑料片可以抑制杂草、温暖土壤、保持水分，而且回收困难，处理起来也很昂贵。
据Kirkham说，农民最终可能会把它们堆在自己的土地上，或者烧掉它们以避免处理成本。尼兹泽托说，在一些地区，这些覆盖物被直接留在土壤中分解。
据Nizzetto和EHN采访的其他研究人员说，故意制造的微塑料是微塑料向农业土壤排放的另一个来源。这些包括塑料封装的缓释肥料和用于保护种子不受微生物侵害的塑料涂层。
一个2017报告据欧洲委员会估计，每年有多达8000公吨的缓释肥料的塑料被投放到西欧的农业土壤中(尽管他们说其中可能有一部分不是塑料微粒)。2019年欧洲化学品管理局报告所列的缓释肥料每年排放1万吨，处理过的种子每年排放500吨。目前还没有美国的数据。
微塑料改变了土壤的物理和生物特性
柯卡姆的微塑料和镉实验进行了16天，经过塑料处理的小麦开始发黄和枯萎。在经过塑料处理的植物中，水一直聚集在土壤的顶部，但为了保持实验的一致性，她必须给所有的植物相同的水量。
柯卡姆说:“塑料微粒堵塞了土壤的孔隙，阻碍了土壤的透气性，并导致根系死亡。”没有微塑料的植物，甚至是镉污染的植物，情况要好得多。“控制生长的是塑料，而不是镉。”
另一组研究人员报道类似的结果。他们发现,暴露在塑料导致减少体重,身高、叶绿素含量和根系生长拟南芥,卷心菜和花椰菜的亲戚。在这项研究中，研究人员使用了纳米塑料，小于100纳米的塑料块。就规模而言，新型冠状病毒为60至140纳米。
微塑料污染对农业土壤的全面影响，特别是随着时间的增加，是未知的。然而,研究研究表明，微塑料具有可能改变土壤容重、微生物群落、持水能力和其他影响植物发育的特性的物理和化学特性。
通过植物和人体组织
今年早些时候，中国烟台海岸带研究所和南京土壤科学研究所的罗永明教授和他的同事们发现了这一现象报道塑料微粒累积在小麦和生菜植物暴露于塑料微粒在实验室设置。研究人员在水培和带有荧光染料的微塑料的土壤系统中培育这些植物。研究人员在装有荧光的显微镜下分析了这些植物的横截面。根、茎和叶都亮了起来。
几十年来，科学家们一直认为塑料颗粒太大，无法穿过完整植物组织的物理屏障。但我们的新研究推翻了这一假设。”
罗的研究小组报告说，微塑料似乎是通过根的裂缝进入植物体内的，而根的侧枝就在这些裂缝中出现，同时微塑料也通过正在发育的根尖细胞扩散。
还有一组科学家报道今年早些时候，他们在意大利超市生产的胡萝卜、生菜、花椰菜、土豆、苹果和梨中发现了塑料微粒。研究人员写道，他们发现苹果中微塑料污染最多，生菜中微塑料污染最少。他们推测，果树的多年生特性使得微塑料比一年生作物积累更多。
大多数海洋来源(微塑料)实际上是陆基的。
“如果微塑料进入了我们的蔬菜，它们也进入了所有吃蔬菜的东西……这意味着它们也在我们的肉类和奶制品中，”罗说。
此前，在蜂蜜、啤酒和海鲜中也发现了微塑料。
由于进入人类食物系统的途径明确且不受控制，人类摄入微塑料实际上是不可避免的，但摄入的后果尚不清楚。
塑料超细纤维已经发现在恶性肺组织活检的癌症患者。这些塑料可能是吸入的而不是吞下的，但人们仍然担心微塑料会滞留在组织中并引起危险的炎症。对实验室中被迫摄入微塑料的哺乳动物的研究也提供了证据，表明微塑料可以穿过细胞壁，在体内移动，在器官中积累，并影响免疫系统。
微塑料是一种化学活性材料，能够吸引和结合已知对人体健康有害的化合物。除镉外，塑料微粒还可积聚铅、多氯联苯和杀虫剂。此外，塑料是用它们自己的一套有毒化合物制造的，其中可能包括BPA，一种内分泌干扰物。研究人员指出，无论是获得的还是内源性的化合物，都可以从降解的塑料中过滤到它们的环境中，无论是土壤还是人体组织。
致力于结束塑料污染的荷兰塑料汤基金会的研究员索菲·冯克告诉EHN:“因为我们担心微塑料可能会损害我们的健康……我们发现预防原则没有被应用是很有趣的。”“只要没有证据，我们就可以接受每天通过食物、水和呼吸的空气接触到这些颗粒。”
要做什么吗?
由于微塑料通过多种途径进入农业系统，解决这个问题将需要一个多层的方法。
塑料汤基金会(Plastic Soup Foundation)开展了一项长期的运动，以杜绝在个人护理产品中使用塑料微珠。这可能会减少最终流入污水污泥中的塑料的数量。该组织还支持限制一次性塑料的使用，因为这些塑料最终会分解成微塑料，最终会污染海洋和陆地环境。“我们不是防塑料的，”Vonk说。“我们觉得塑料在某些用途上很有用，但我们现在使用它的方式真的、真的不聪明。”
欧洲化学品署已提议在全欧盟范围内禁止故意引入微塑料，包括个人护理产品、缓释肥料和农业用种子涂料中的微塑料。一些美国州他们还开始禁止在个人护理产品中使用微珠。
为了解决塑料薄膜的问题，尼兹泽托说，一个有益的措施是让生产塑料薄膜的公司负责回收和处理它们。这将有助于减少农场中不适当的处置。
这是一种不可逆的污染。
也有人提出使用可生物降解的塑料作地膜，但这些聚合物可能会带来它们自己的一系列问题。例如Huerta Lwanga的一家研究研究发现，一种可降解塑料对小麦生长的负面影响要大于研究中使用的传统塑料。此外，对于一些“生物可降解”塑料是否真的能降解成无害化合物，或者它们只是更快地分解成微塑料，也存在争议。这样的争议围绕着氧化生物降解塑料，而欧盟已经开始使用这种塑料禁止在2019年。
另一个替代塑料地膜,由罗代尔研究所的研究人员在宾夕法尼亚州,包括种植nutrient-sequestering覆盖作物,然后滚下来形成一个厚垫子。农民然后种植到垫子上,这本身仍然存在,抑制杂草,让水通过和增加土壤养分,而不是塑料微粒。根据研究人员的说法报告在美国，这项技术可以取代每英亩90多磅的塑料覆盖物。
Gladis Zinati是Rodale的蔬菜系统试验主任，也是该报告的合著者，他告诉EHN，该战略可扩展到大型农场，并强调了在农田上建立健康土壤以支持长期复原的重要性。
需要进行更多的研究，才能全面了解农业土壤微塑料污染的范围和影响。与此同时，塑料会继续积累。
“这是一种不可逆污染,”Nizzetto说。“没有办法纠正这种污染农业土壤的规模。”
