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研究揭示地膜微塑料造成农药吸附和降解过程变化的作用机制

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  近日,中国农业科学院棉花研究所棉花虫害防控与生物安全团队开展了地膜残留对土壤中残留农药吸附和降解环境行为的影响研究,发现地膜微塑料的存在影响土壤对残留农药的吸附和降解过程,农药极性及地膜的状态是造成该结果的重要因素。研究结果为解析土壤环境中残留微塑料与农药之间的相互作用机制提供了重要理论基础。相关研究成果发表在《环境研究(Environmental Research)》。

  微塑料作为一种新兴的持久性污染物,已成为全球关注的焦点。先前研究表明,水环境中残留的农药能够吸附在微塑料上,延长了农药残留时间。然而,鲜有研究探讨土壤环境中不同类型或状态的塑料薄膜微塑料对残留农药吸附和降解环境行为的影响。开展该研究将为解析土壤环境中残留微塑料与农药之间的相互作用机制提供新的见解。

  该研究选取吡虫啉和丙炔氟草胺两种棉田常用农药,以及全新、老化塑料地膜和全新可降解地膜三种状态的地膜,在室内人工气候箱进行吸附和降解的环境行为实验。结果表明,三种地膜微塑料减缓了农药在土壤中的快速吸附阶段,延迟了吸附到达平衡的时间,增强了土壤系统对两种农药的吸附强度,且这种吸附强度随着地膜微塑料的老化而增强。三种地膜微塑料还影响两种农药的降解过程,新地膜促进两种农药的降解,而老化地膜和可降解地膜延缓两种农药降解。进一步研究发现,农药极性和地膜的表面结构和官能团是地膜-土壤系统中农药吸附和降解差异的潜在重要原因。该结果促进了地膜微塑料等农业面源污染物的环境影响评价和治理研究。

  该研究得到中央级公益性科研院所基本科研业务专项、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。(通讯员 梁冰)

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114133

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