【摘要】 微塑料的添加降低了粘土的保水能力，其程度大于壤土和沙子。

微塑料污染和土壤水力特性的变化影响土壤的物理性质和功能；然而，关于微塑料如何影响土壤水力特性的知识仍然有限。尽管如此，了解这些关系对于保持土壤健康和确保可持续土地利用非常重要，特别是在当前的“塑料时代”。本案例研究探讨了不同粒径（20、200 和 500 微米）和浓度（高达 6%）的聚丙烯微塑料如何影响三种土壤质地（壤土、粘土和沙子）的水力特性。

 

结果表明，添加微塑料分别使三种土壤的饱和水力传导率 (Ks) 降低了 69.79%、77.11% 和 95.79%。观察到的微塑料对三种研究土壤渗透特性的不利影响受粒径影响，较大颗粒的影响最弱。

 

此外，微塑料的添加降低了粘土的保水能力，其程度大于壤土和沙子。对于粘土，水特征曲线 (SWRC) 的斜率显著增加，而饱和水含量 (θs) 和残余水含量 (θr) 曲线显著下降。重要的是，微塑料与土壤之间的相互作用会改变土壤孔径分布并降低孔隙可用性。

 

总体而言，本案例研究展示了微塑料对不同土壤质地水力特性的影响，这可以为管理策略提供参考，以尽量减少微塑料积累对使用塑料进行农业生产时产量的不利影响。

图 1. 本案例研究中使用的三个研究区域位置（中国黑龙江省克山县、中国陕西省安塞县和杨凌县）。[1]

 

案例研究表明，微塑料通过显著减少渗透和滞留来干扰三种不同土壤中的水流动。微塑料与土壤之间的相互作用改变了孔径分布并降低了孔隙可用性。研究发现，微塑料对粘土土壤的影响更大，粘土和有机物含量更高。

 

与其他研究的结果一致，我们的研究结果表明，土壤质地是介导微塑料对土壤水力性质影响的重要因素。虽然已经描述了微塑料对土壤功能的短期影响，但它们作为陆地生态系统中长期污染物的作用可能会随着时间的推移而改变。

 

因此，未来的研究应积极探索其他影响机制是否在后续过程中发挥作用，例如有机物含量和（微）生物扰动。未来的研究还应该更深入地了解不同微塑料类型、土壤质地和土壤物理性质之间的相互作用。这可能包括使用可视化技术（例如扫描电子显微镜）来更详细地研究土壤水力性质变化的机制。

 

[1]Guo Z Q, Li P, Yang X M, et al. Soil texture is an important factor determining how microplastics affect soil hydraulic characteristics[J]. Environment International, 2022, 165: 107293.

 

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