关于“限塑”,还有哪些认识误区和热点领域

水生生物和某些陆生动物对塑料垃圾的摄食及相互作用正吸引越来越多的关注,相比之下,陆生植物对塑料颗粒的吸收关注较少。植物是陆地生态系统的基本组成部分,是人类食物的重要来源。那么塑料颗粒是如何进入植物的?植物能否吸收塑料颗粒,并最终出现在人类的餐桌上呢?

近期发表于Nature Nanotechnology, Nature Sustainability,New Phytologist等期刊的多项研究表明,越来越小的塑料颗粒成为了农业生态系统的潜在威胁。

微纳米塑料影响植物的几种假设

New Phytologist上刊登的一篇观点文章论述了微塑料对植物影响的潜在机制。

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1. 改变土壤结构,进而影响微生物群落。

2. 营养固定。

3. 携带污染物。

4. 直接毒性作用。

拟南芥对纳米塑料的积累

据Nature Nanotechnology的一项研究,小于200 nm且带正或负电荷的纳米塑料添加土壤中,在拟南芥中表现出明显的积累。拟南芥是毒理测试的一种模式生物。带正电的颗粒会积聚在拟南芥根部,甚至影响植物根系生长;带负电的纳米塑料也出现在植物脉管系统(质外体、木质部)。虽然带正电荷的颗粒吸收不多,但对植物的危害更大。

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这项研究展示了陆生植物中纳米塑料内化的观察结果,为植物吸收并积累纳米塑料提供了直接的证据,不仅建立起纳米塑料表面电荷与其对陆生植物毒性的关系,而且阐明了植物对纳米塑料的吸收转运机制和根系分布规律。这说明塑料颗粒既可能对粮食产量、质量和安全性构成潜在风险,作为食物链的基础也可能对其他营养水平产生影响。

进入小麦和生菜的机制

中国科学院南京土壤研究所与烟台海岸带研究所团队研究证实,亚微米甚至微米级塑料颗粒均可在农作物、蔬菜中吸收、积累和转运,并发现了微/纳塑料颗粒进入植物组织的通道和机制。相关研究发表在Nature Sustainability,该文章报道了小麦和莴苣分别作为单子叶植物和双子叶植物吸收塑料颗粒的证据。

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小麦对0.2 μm荧光标记的PS微珠的积累情况

研究人员在受控条件下用荧光标记塑料微珠,发现在植物新生侧根边缘存在狭小的缝隙,这些塑料微珠能通过“Crack-entry”模式进入根部,从而向地上组织转移。这表明根系暴露在灌溉废水时,不同亚微米级别塑料颗粒的有效积累,并且这一速率可能和蒸腾作用的效率有关。在蒸腾拉力的作用下,通过导管系统随水流和营养流进入作物可食用部位,大约两微米甚至更大的塑料微粒也可以进入植物中。

与现实不同的是,该实验在废水水培实验和模拟废水灌溉的沙土培养实验中进行,因此可能与土壤环境中植物与微/纳塑料的真实作用有所差异。

近日,该团队在Nature Nanotechnology发表的研究提出了一种基于稀土铕(Eu)配合物对聚苯乙烯颗粒吸收进行量化和可视化的方法。该方法利用镧系金属良好的ICP-MS响应和镧系螯合物的发光特性,克服了传统荧光标记方法存在的高检出限、背景荧光干扰、染料易泄露、难以同时进行精确定量等缺点,有助于未来对纳米塑料与植物相互作用的定量研究和环境风险评估,为微纳米塑料在复杂生物样品中积累、传输和分布提供了一种崭新的研究方法。

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图5 生菜根部、茎部和叶子暴露于PS-Eu颗粒后的时间闸控成像

1. 微塑料对植物生长是否产生积极影响,因植物种类和微塑料类型而异。这种影响既可能转化为植物群落组成和初级生产的变化,也可表现在植物对其防御系统的进化,如抗氧化。在评估毒性效应时也应当考虑复杂的环境条件。

2. 剂量决定毒性。微纳米塑料对植物的毒性阈值仍需要大量研究来提供数据支撑。植物是气候系统的重要参与者,需要系统地研究塑料的积累和转移对作物和食品安全的影响。

3. 从农业环境可持续性发展的角度考虑,亟需结合新的标记或示踪技术对塑料垃圾的堆放及微塑料向环境的排放进行有效监控。

“限塑”还存在以下几个值得关注的难点和热点领域

一次性塑料餐具是我国“限塑”的新兴热点领域。2019年,我国外卖订单成交163亿单,约消耗塑料171万吨。从餐具使用的角度,餐饮业天然是共享经济,因此,在“限塑令”指定的建成区、景区,不妨尝试“共享餐具”的外卖服务模式,将一次性餐具的费用转化为回收“共享餐具”的跑腿费——如此,既能吃得健康、有仪式感,又能节约资源,增加外卖小哥的收入,将绿色生产与消费由理念切实转化为实际行动。

快递包装是我国“限塑”的另一个新兴热点领域。根据相关调查,我国快递业年使用塑料85万吨,其中,薄膜袋、内部缓冲物(气泡柱、气泡袋)、胶带是消耗量最大、数量增长最迅速的塑料类快递包装品。对于这些包装,可以减量一部分,替代一部分。

生活领域,塑料包装的另两大应用领域是食品与日化品,二者年消耗塑料分别为550万吨和115万吨。在此,食品包装未包含饮品包装(饮料瓶),因为塑料瓶的回收率和资源化率都很高。食品包装用后即为其他垃圾,建议双管齐下,减少塑料用量和废弃量,并激励使用可食用的内包装。日化品和饮品包装是开展生产者责任延伸制的优先领域,可与押金制配套使用,减量效用更佳。

关于“限塑”,还有哪些认识误区和热点领域

今天我们遗留在自然中的塑料垃圾,将是几十年、上百年以后土壤、水体微塑料污染的来源。因而,“限塑”在源头上要切实减量,包括产品与服务设计创新减量、包装替代减量;在末端链条应建立清晰的“零塑废”目标,包括新产生的塑料垃圾向自然环境零排放,将遗留在自然环境之中的陈年塑料垃圾清零等

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页面更新:2024-05-09

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