玛丽•贝思Kirkham没有研究塑料微粒时,她被邀请到co-edit一本新书的塑料微粒环境,突出她现有的研究。
“我读过的文献……镉和其他有毒微量元素[是]增加当我们有这些颗粒塑料在土壤中。这是关心的我,“Kirkham,植物生理学家和杰出的堪萨斯州立大学农学教授,告诉EHN。
肯尼思专业知识是在水和植物重金属吸收关系,所以她决定进行自己的研究,培育小麦植物暴露于塑料微粒,镉和塑料微粒和镉。然后她相比,这些植物的生长没有添加剂。她选择了镉因为它有毒,致癌和无处不在的环境由于人类活动——从电池和汽车轮胎脱落,并自然磷矿中用于制造农业肥料。
说:“到处都是镉Kirkham。
实验结束时她送小麦植物进行分析,验证之前的报告,与塑料微粒更cadmium-contaminated植物生长。“塑料真正作为向量对镉的吸收,”她说。
她的实验成为了新的一章书“陆生、水生环境中颗粒塑料。”
“我认为人们只是还没有觉得塑料微粒吸收的植物是一个问题,“Kirkham说。“这只是没有在公众眼中。”
塑料微粒,松散定义为直径小于5毫米的塑料块,约一个小米粒大小的,已经在全球生态系统和流行意识,著名的海鸟和死亡雨在荒野地区。虽然海洋塑料微粒的影响重要媒体和科学关注的主题,研究人员说,大多数塑料微粒会积累在陆地上,包括农业地区。估计表明,107000到730000吨的塑料微粒可以倾销到美国和欧洲的农业土壤每年93000 - 236000吨相比,进入海洋。
塑料微粒到达农场通过处理污水污泥用作肥料,塑料薄膜,甚至是故意添加为缓释肥料和种子涂层保护。在过去的几年里,研究发现了惊人的增加潜在影响的污染对农业系统的所有方面从土壤质量对人类健康。
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。
“大多数海洋来源实际上是陆基“Nizzetto告诉EHN。“没有人在看发生了什么接近源。”When his team began evaluating potential land sinks for microplastics they "immediately [identified] agriculture as one of the hot areas."
通过污水污泥塑料微粒可以进入农田,废水的固体过滤掉,通常用于农田施肥。塑料微粒进入废水最初通过衣服、个人护理产品和城市径流。
Nizzetto表示,大多数塑料微粒被保留在污泥处理设施和水清洗,在2016年纸,他的团队估计,在125年和850吨每年几百万人通过污水污泥倾倒在欧洲农业用地。Nizzetto也在同一篇论文中报道说,大约50%的污水污泥处理农业应用在欧洲和美国
塑料微粒已经报道美国污水污泥早在1998年,2020年,研究人员估计大约21249吨的塑料微粒释放美国农业土地每年从污水污泥。因为他们的固执在土壤,甚至美国研究人员调查利用当代塑料微粒的可能性的土壤作为过去污水污泥的应用指标。
塑料微粒也可以进入农业土壤退化农民使用的塑料材料。Kirkham表示,在1950年代,塑料覆盖取代玻璃温室。塑料薄膜也被推广,成为平凡的世界的大部分地区。这些塑料薄膜,塑料床单了地上抑制杂草,温暖的土壤,保湿并富有挑战性的回收和处置成本。
根据Kirkham,农民在他们的土地可能会堆积起来或燃烧他们避免处置成本。Nizzetto说,在一些地区,塑膜只剩下分解成土壤。
故意制造的塑料微粒是另一个塑料微粒排放源农业土壤,根据Nizzetto EHN与和其他研究人员。这些可以包括塑料封装缓释化肥和塑料涂层旨在保护种子从微生物。
一个2017报告编译为欧盟委员会估计,多达8000吨的塑料从缓释肥料传播到西欧农业土壤每年(尽管他们说,这可能不是塑料微粒的百分比)。2019年的欧洲化学品管理局报告排放大量上市作为缓释化肥10000吨,500吨,每年处理的种子。美国没有可用的数据。
塑料微粒改变土壤的物理和生物特性
肯尼思塑料微粒和镉的实验,16天她plastic-treated小麦植物开始黄、枯萎。水被池上方的土壤在塑料处理植物,但让她实验一致,她给所有的植物相同数量的水。
“颗粒塑料似乎土壤堵塞毛孔,防止土壤通气,并导致…根死亡,“Kirkham说。植物没有塑料微粒,甚至cadmium-contaminated的状况要好得多。“这是控制增长的塑料比镉。”
的另一个研究团队报道类似的结果。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,一个相对的卷心菜和花椰菜。在这项研究中,研究人员使用nanoplastics、塑料块小于100纳米大小。规模的新型冠状病毒措施60到140纳米。
的全面影响塑料微粒污染农业土壤,特别是随着浓度的增加随着时间的推移,是未知的。然而,研究表明,塑料微粒具有物理和化学特征有可能改变土壤容重,微生物群落、持水量和其他属性,影响植物的发展。
通过植物组织——和人类
罗今年早些时候,永明,烟台海岸带研究所的教授和南京土壤研究所科学在中国,和他的同事们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。研究人员在水培种植植物和土壤系统与塑料微粒含有荧光染料。研究人员分析了横截面的植物在显微镜下检测荧光的装备。根、茎和叶亮了起来。
“几十年来,科学家们认为,塑料颗粒太大通过完整的植物组织的物理屏障。但是我们的新研究否定了这个假设,”罗告诉EHN。
罗的研究小组报告称,塑料微粒似乎通过裂缝进入植物的根在侧向分支发生以及扩散通过细胞在发展中根技巧。
一组科学家报道今年早些时候,他们发现塑料微粒在意大利超市生产包括胡萝卜、生菜、西兰花、土豆、苹果和梨。研究者写道,他们发现至少在最塑料微粒污染的苹果和生菜,并推测多年生果树的本质允许塑料微粒累积超过年度作物。
大部分的海洋来源(塑料微粒)实际上是陆地。
“如果塑料微粒进入我们的蔬菜,他们进入一切吃蔬菜…这意味着他们在我们的肉类和奶制品,”罗说。
塑料微粒之前已发现在亲爱的,啤酒和海鲜。
有明确的和不受控制的途径为人类食品系统,被人类摄入塑料微粒几乎是不可避免的,但摄入是未知的后果。
塑料微纤维已经发现在恶性癌症患者的肺组织活检。这些塑料可能是吸入而不是吞下,但问题依然存在:塑料微粒能够成为住在炎症组织,造成危险。哺乳动物被迫摄取塑料微粒在实验室的研究也提供了证据表明塑料微粒可以穿过细胞壁,穿过身体,积聚在器官和免疫系统的影响。
塑料微粒化学活跃的材料,能够吸引和结合化合物危害人类健康。除了镉、塑料微粒可以积累铅、多氯联苯和杀虫剂。进一步,塑料生产的套件的有毒化合物,包括双酚a,内分泌干扰物)。研究人员建议收购和内源性化合物可以降解塑料中渗出到他们的环境,不管是土壤或人体组织。
“因为我们担心塑料微粒可能伤害我们的健康…我们觉得很有意思,预防原则并不适用,”苏菲Vonk,塑料汤基金会研究员在荷兰,一群致力于结束塑料污染,告诉EHN。“只要没有证据,我们只是觉得很好,我们每天接触这些粒子,通过我们的食物,水,我们呼吸的空气。”
要做什么吗?
因为塑料微粒进入农业系统通过各种手段,解决这个问题需要一个多层次的方法。
塑料汤基金会有一个长期的运动,消除在个人护理产品中使用的塑料微。这可能会减少塑料最终在污水污泥。该组织还支持限制一次性塑料一般来说,这些最终将分解塑料微粒污染海洋和陆地环境。说:“我们不反对整容Vonk。“我们感觉塑料可以为某些目的是非常有用的,但我们现在使用它是真的,真的不聪明。”
欧洲化学品管理局提出了一个欧盟禁止故意介绍塑料微粒,包括那些在个人护理产品以及缓释肥料和种子涂料用于农业。一些美国州也搬到禁止微个人护理产品。
为了解决塑料覆盖物问题,Nizzetto说有用的步骤之一就是使公司生产塑料地膜电影负责回收和处置。这将有助于减少不恰当的处理在农场。
这是一种不可逆污染。
使用可降解塑料地膜也提出了,但这些聚合物可能有他们自己的问题。例如,韦尔塔Lwanga之一研究发现一个可生物降解的塑料负面影响小麦生长超过传统塑料研究中使用。同时,一直在争论是否有“生物可降解塑料降解成无害的化合物,或者他们是否只是分解成塑料微粒更快。这样的争议围绕oxo-biodegradable塑料,欧盟搬到禁止在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。根据研究者的报告这项技术可以取代超过90磅的塑料地膜每英亩。
主任Gladis Zinati蔬菜在罗代尔系统试验和报告的合著者,告诉EHN策略是可伸缩的大型农场,强调建立健康的重要性在农田土壤支持长期的弹性。
需要更多的研究来描述一个完整的塑料微粒污染的范围和影响的农业土壤。与此同时,塑料将继续积累。
“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。”
