近日，环境科学与工程系在JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS发表题为“Polypropylene microplastics affect the distribution and bioavailability of cadmium by changing soil components during soil aging”的研究论文。中南财经政法大学为该论文唯一署名单位，环境科学与工程系曹艳晓副教授、杨俊副教授、宋永伟教授、李鸿鹄副教授、周靖承老师、硕士研究生马贤颖、陈诺、陈田甜和赵梦洁等为论文主要参与者。
成果简介
微塑料可以引起土壤物理结构和物化性质改变，并通过各种方式影响土壤生物地球化学，对土壤生物群和农作物产生未知的影响。微塑料和重金属都是土壤中的持久性污染物，它们之间的相互作用增加了彼此环境命运的不确定性。在以往的研究中多将微塑料引起的重金属生物有效性的改变归因于土壤理化性质和土壤微环境的变化，然而其潜在机制仍不清楚。本研究选取聚丙烯微塑料，进行了180天的土壤老化实验，通过土壤密度分级，研究微塑料（0%、2%、10%，w/w）对镉与土壤固体组分（即颗粒有机质（POM）、有机矿物复合体（OMC）和矿物）之间环境行为的影响，并揭示了微塑料影响土壤的理化性质和重金属的迁移的可能机制。
研究结果显示，聚丙烯微塑料抑制了土壤老化过程中镉的稳定，并增加了土壤中生物可利用镉的浓度。与对照组相比，微塑料的存在抑制离子交换态镉向其他相对稳定形态镉的转化。同时，微塑料增加了土壤POM和矿物组分的含量，降低了土壤OMC组分的含量。本研究中土壤OMC组分中矿物的主要成分是硅，微塑料的存在可能改变了硅酸盐与有机物结合的方式，促进有机矿物复合物的分解。此外，SEM-EDS、FTIR和元素分析表明，微塑料的存在显著改变了POM和OMC组分的结构和表面性质， POM组分的极性和亲水性降低， OMC组分的极性和亲水性增强。微塑料促使Cd从OMC组分转移到POM和矿物组分。结果表明，微塑料通过改变土壤固体组分的质量比及其表面性质来改变土壤性质和土壤微环境，从而影响Cd在不同固体组分中的迁移转化及其生物有效性。
图文摘要
本研究由湖北省自然科学基金（(2022CFB519）和教育部第二批新工科研究与实践项目（E-HJFZQG20202424）共同资助完成。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389422018738?via%3Dihub