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微塑料通常指粒径小于5.0 mm的塑料颗粒,其作为环境中一类不断增加的新兴污染物,粒径小、数量大、分布广,且会释放有毒添加剂。微塑料还可作为污染物的载体,易被生物所摄食并且能在食物链中积累,从而可能会对生态系统和人体健康构成严重威胁。目前,有关微塑料的研究多集中于水体环境中,陆地环境,尤其是农田土壤中微塑料相关的时空分布特征和环境生态效应的报道却不多。因此,研究农田土壤微塑料的分离及其对污染物的吸附特征具有重要的意义。本文以河南省开封市杞县某典型农田土壤为研究区域,通过对不同浮选溶液、消解液、消解温度、消解时间等条件的优化,最终确定并优化了应用于实际样品的微塑料分离方法;以河南省开封市杞县某典型农田土壤为例,对采集的农田土壤样品进行分离、鉴定和分析,研究了该农田土壤中微塑料的空间分布特征;采用室内模拟的方法,以有机氯农药和重金属作为吸附对象,分别分析了聚乙烯(PE)微塑料对其的吸附情况,并研究了污染物浓度、水土比、微塑料粒径和浓度等对吸附作用的影响,揭示了微塑料对土壤环境中典型污染物的吸附特征;最后,选取某使用地膜较多的典型农田土壤为研究区域,通过人工挑拣的方法,采集了一定量的废旧地膜样品,测定了其表面的污染物含量,同时与土壤中污染物的含量进行对比,初步探索了实际农田土壤样品中微塑料对污染物的吸附特性。本论文的主要内容和结论如下:(1)农田土壤微塑料分离方法的建立。通过对不同浮选溶液、消解溶液、消解温度、消解时间等条件的优化,确定了应用于实际样品的微塑料分离方法—溢出-离心法。通过模拟回收实验和郑州市中牟县农田土壤样本的分离,验证了此分离方法的可行性。此方法不仅对土壤中微米和亚微米级别的微塑料具有较高的回收率,并且操作方法简单、耗时短、能应用于大批量土壤样品的提取工作。(2)河南省开封市杞县某典型农田土壤微塑料空间分布特征研究。采用优化的微塑料分离方法,对采集的农田土壤样品进行分离、鉴定和分析,得到该农田土壤中微塑料的空间分布特征。从微塑料分布丰度方面分析,该农田土壤中微塑料的丰度范围约在352-47794 n/kg(n=微塑料个数,kg=土壤干重)之间,平均含量约为9543 n/kg。土壤微塑料含量在空间上呈现为斑块状分布格局,并存在一定的空间异质性。道路两侧,浇水井附近地区微塑料的丰度高,表明人为因素对该农田土壤中微塑料空间分布具有重要影响;从微塑料存在形态方面分析,土壤中微塑料的存在形态主要为纤维状、薄膜状、碎片状和颗粒状。其中土壤中微塑料以薄膜状为主,约占微塑料总数量的64.09%。纤维状、碎片状和颗粒状分别占微塑料总数量的33.82%、0.87%和1.22%;对微塑料存在的尺寸进行分析,该农田土壤中不同粒径微塑料的含量呈现明显的差异。0-0.1 mm、0.1-0.2 mm、0.2-0.4 mm、0.4-1 mm、1-2 mm和2-5 mm的微塑料数量占总量的比例分别为1.56%、37.96%、21.81%、25.64%、10.98%和2.05%。微塑料粒径大小与其含量呈负相关,即随着粒径的减小,微塑料在土壤中的累积数量呈增加趋势。其中,在观察范围内的微塑料粒径主要集中在0.1-0.2 mm之间,占微塑料总数量的37.96%。<2 mm的微塑料占比达到微塑料总数的90%以上,这表明在该农田土壤中的微塑料主要以小粒径为主;对微塑料存在的颜色进行分析,微塑料的颜色主要以透明、蓝色、黄色、白色、红色、黑色、紫色和褐色为主,在比例上分别占微塑料总量的56.75%、16.35%、6.96%、5.95%、5.45%、3.63%、1.79%和1.56%。剩余1.56%则为绿色和粉色等其他颜色,这可能与当地农民选择使用的农用塑料制品的颜色有关。(3)聚乙烯微塑料对有机氯农药的吸附特征研究。选取六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)共两类有机氯农药作为吸附对象,通过室内模拟实验分析聚乙烯(PE)微塑料对其的吸附情况,研究有机氯浓度、水土比、微塑料粒径和浓度对吸附作用的影响。结果表明,PE微塑料对HCHs和DDTs的吸附平衡时间均为12 h,准二级动力学模型可以较好地描述吸附动力学数据。PE微塑料对HCHs和DDTs的吸附受浓度、水土比、粒径和微塑料浓度等因素的影响。非饱和情况下,有机氯农药浓度越高、微塑料粒径越小,微塑料浓度越低,PE微塑料吸附的HCHs和DDTs越多。且随着水土比的增大,微塑料对HCHs和DDTs的吸附量先增大后减小。(4)聚乙烯微塑料对重金属的吸附特征研究。选取铜(Cu)、镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)、铬(Cr)共六种重金属作为吸附对象,通过室内模拟实验分析了聚乙烯(PE)微塑料对其的吸附情况,研究水土比、微塑料粒径和浓度、共存离子对吸附作用的影响。结果表明,PE微塑料对Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Ni六种重金属的吸附均符合准二级吸附动力学模型。且PE微塑料对六种重金属的吸附能力大小,与水土比、粒径和微塑料浓度等因素有关。非饱和情况下,水土比越大,微塑料粒径越小,微塑料浓度越低,PE微塑料吸附的重金属越多。且在Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Ni共存溶液体系中,PE微塑料对六种重金属呈现选择性吸附。(5)农田土壤中微塑料对污染物吸附规律初探。选取使用地膜较多的某典型农田土壤为研究区域,通过人工挑拣的方法,采集了一定量的废旧地膜样品,测定了其表面的污染物含量,同时与土壤中污染物的含量进行对比,初步探索了实际农田土壤样品中微塑料对污染物的吸附特性。结果表明,在研究区域的土壤中和采集的废旧地膜表面均检测到有机氯农药和重金属的存在,且当重金属和有机氯农药共存时,微塑料对有机氯农药的吸附能力要明显高于对重金属的吸附能力。1-5 mm的小粒径废旧地膜表面吸附的有机氯农药和重金属的含量皆高于粒径>5 mm的废旧地膜所吸附的量。