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微塑料(粒径<5mm)是一种新型的污染物,广泛存在于海洋和土壤生态系统中,由于其来源广、分布广泛、易吸附环境中的污染物等特殊的性质,对生态系统构成了巨大的威胁。2016年,微塑料污染、全球气候变化、臭氧耗竭等并列成为重大全球环境问题,现有的研究主要集中在海洋中微塑料的分布、毒理效应方面。然而,受土壤中微塑料提取、鉴定等方法的限制,陆地生态系统中微塑料的生态效应的认识较为匮乏。陆地是海洋中微塑料来源的主要原因之一,其微塑料的时空分布和迁移过程与整个生态系统息息相关,因此研究陆地土壤中微塑料赋存特征及其驱动机制十分重要。河套灌区是中国3个特大型灌区之一,是中国重要的商品粮、油生产基地,受地理环境的影响,地膜覆盖技术成为河套灌区重要的农艺措施。但由于农膜回收机制的不健全和大量农用制品的使用,土壤中存在的残膜会对河套灌区农田土壤的健康造成影响。因此,本文通过室内试验筛选出对土壤中微塑料的识别影响最小的消解方法,并通过采集河套灌区不同灌溉类型(滴灌和畦灌)、不同覆膜年限(覆膜5、10、20 a)下的土壤样品,从定性和定量的角度分析了微塑料在研究区域的分布情况。采用室内模拟的方法,研究了微塑料与农用药剂--草甘膦的相互作用及潜在机制。研究结果表明:1.在7种不同的消解方法中,经H2O2(30%,25℃)消解后微塑料质量减少了2%5%,消解后微塑料表面荧光强度略有减弱,微塑料表面形态和元素组成变化轻微,在FT-IR红外图谱中微塑料颗粒的特征峰仍存在,对于微塑料识别无显著影响。而其他6种消解方法均在不同程度上降低了微塑料的质量,并对微塑料表面造成了划痕、深裂缝和鳞状裂片等破坏。2.内蒙古河套灌区不同覆膜年限下(5、10、20 a)土壤中微塑料平均丰度分别为2 526.00、4 352.80、6 070.00个/kg,单层土的微塑料含量最大值(2 133.50个/kg)出现在覆膜20a的010 cm土层,最小值(678.00个/kg)出现在覆膜5 a的>2030 cm土层;不同覆膜年限和灌溉类型影响土壤微塑料丰度,滴灌农田微塑料丰度值略大于畦灌农田,在不同土层深度上微塑料丰度值随土层深度增加逐渐减小。3.微塑料类型主要有纤维类(23.34%)、碎片类(26.31%)、薄膜(38.57%)和颗粒类(11.78%)等4种,且薄膜类在不同土层占比都较高,微塑料颜色包括黑色、透明、绿色、红色、蓝色等,比例分别为24.56%、23.83%、19.34%、16.52%和15.75%,其中010 cm土层中微塑料以黑色为主,占比30.25%,在>1020、>2030 cm土层中微塑料以透明为主,占比30.15%和29.23%,粒径则随覆膜年限增加而呈逐渐减少趋势,粒径小于1 mm的微塑料居多,随着覆膜年限的增加,微塑料粒径在010、>1020、>2030 cm土层间的差异逐渐减小,且粒径大小与灌溉类型无显著关系(P>0.05)。4.微塑料样品表面特征粗糙,呈现不规则孔隙,纤维类、薄膜类和碎片类微塑料均具有较多规则的微小孔隙,而颗粒类微塑料表面孔隙却不规则且呈凹凸状,土壤中微塑料的多孔特性造成微塑料比表面积增大,进而增加对土壤中其他污染物和微生物的吸附;微塑料的表面孔隙附着有机体和污染物,表面存在稳定的铁氧化物、稀土元素等,并容易形成有机-无机复合污染效应。河套灌区农田土壤中主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)三种微塑料。5.通过吸附模型分析得出,微塑料对农药--草甘膦的吸附符合准二级动力学模型。与聚丙烯和聚乙烯相比,聚氯乙烯对草甘膦的吸附力最高。吸附等温线可以用Freundlich模型来描述(R2>0.99),且吸附量随温度的升高而增大,表明吸附是一个自发的过程。