塑料污染:欧洲农田可能成为全球最大的微塑料储库

Microplastics pose serious threats to the soil ecosystem by leaching toxic chemicals and transporting hazardous pathogens.
The amount of microplastics found in European farmland soil mirrors the concentration found in ocean surface waters.Image: Unsplash/Dylan de Jonge
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  • 一项新研究估计,每年有 31,000 至 42,000 吨微塑料通过肥料散布到欧洲农田土壤中。

  • 这一浓度与海洋表层水中的微塑料浓度相近。

  • 微塑料会渗出有毒化学物质并传播有害病原体,对土壤生态系统构成严重威胁。

  • 目前,欧洲尚无立法限制用作肥料的污水污泥中所含微塑料的数量。

小于 5mm 的塑料颗粒(即微塑料)是海洋和淡水栖息地中有充分记录的污染物。在最偏远的河流中发现微塑料,喜马拉雅山脉以及最深的海沟中发现微塑料,太平洋引发了广泛关注。但离我们更近的地方——种植粮食的土壤里——埋藏着多少微塑料?

我们最新的研究估计,每年有 31,000 至 42,000 吨微塑料(即 86 万亿至 710 万亿个微塑料颗粒)散布在欧洲农田土壤中,其浓度与海洋表层水中的微塑料浓度相当。

微塑料如何渗入农田

问题源于含有微塑料的肥料,这类肥料由污水处理厂分流出的污水污泥制成。在欧洲各国,这些污泥通常被撒到农田中,作为可再生肥料来源,部分原因是欧盟指令旨在推动废弃物循环利用经济。

这种做法不仅形成了巨大的环境微塑料储库,还实际上抵消了从废水中去除这些颗粒的益处。微塑料散布到农田后,最终会重新进入自然水道:降雨会将土壤表层的水冲入河流,或使其渗入地下水。

含微塑料的肥料由污水处理厂分流出的污水污泥制成。Image: James Lofty

污水处理厂通过一系列沉淀池,从原污水和排水中去除固体污染物(如塑料和其他大颗粒)。这一过程会产生可排放到环境中的洁净出水。沉淀池中的漂浮物和沉淀颗粒会被收集起来,制成用作肥料的污泥。

我们发现,英国南威尔士一座污水处理厂每天接收的 1mm 至 5mm 微塑料颗粒多达 6.5 亿个。所有这些颗粒都从进入处理厂的污水中分离出来,转入污泥,而没有随洁净出水排放。这表明,常规污水处理在去除微塑料方面可以非常有效。

在这座设施中,每克污水污泥最多含有 24 个微塑料颗粒,约占其重量的 1%。在欧洲每年估计产生 800 万至 1,000 万吨污水污泥,其中约 40% 被送往农田。由于污水污泥可为作物提供氮和磷,在欧洲各地,将其施用于农田土壤的做法十分普遍。

英国农场也使用污水污泥作为肥料。我们的研究发现,在所有欧洲国家中,英国土壤中的微塑料污染最为严重(其次是西班牙、葡萄牙和德国)。英国每年每平方米农田施用的微塑料颗粒为 500 至 1,000 个。

在所有欧洲国家中,英国土壤中的微塑料污染最为严重。Image: James Lofty

微塑料:催生受污染的废弃物循环经济

目前,尚无有效方案解决污水处理厂将微塑料排放到环境中的问题。

从废水中去除的微塑料实际上被转移到陆地,滞留在那里,直至重新进入水道。根据一项研究在加拿大安大略省进行的研究,农田土壤中的微塑料有 99% 被带离污泥最初施用的地点。

在此之前,它们可能会危害土壤中的生命。微塑料很容易被动物和植物摄入和吸收,还会渗出有毒化学物质并传播有害病原体,对土壤生态系统构成严重威胁。实验表明,微塑料的存在会抑制蚯蚓生长,并导致它们体重下降。

微塑料还会改变土壤的酸度、持水能力和孔隙度。这会影响植物的生长和表现因为微塑料会改变根系扎入土壤和吸收养分的方式。

目前,欧洲尚无立法限制用作肥料的污水污泥中所含微塑料的数量。德国已对玻璃和塑料等杂质设定上限,允许湿肥料重量中最多有 0.1% 为尺寸大于 2mm 的塑料。根据英国南威尔士污水处理厂的研究结果,如果英国实行类似立法,施用污水污泥将被禁止。

目前,土地所有者很可能会继续将污水污泥回收用作可持续肥料,尽管这会带来微塑料污染土壤,并最终污染河流和海洋的风险。

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