再敲警钟:昆明植物研究所山地中心证实微塑料加剧全球气候变化

作者: 废塑料新观察
发布于: 2025-06-12 15:41
分类: 行业资讯

中国“强制使用再生塑料”时代第1展

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在日常生活中,塑料制品无处不在。从购物袋到快递包装,塑料为现代生活提供了巨大便利,却也给生态环境带来了前所未有的挑战。随着塑料废弃物不断积累并在自然环境中长期滞留,其降解过程产生的微塑料正逐渐成为全球生态系统面临的隐形威胁。

近年来,中国科学院昆明植物研究所山地未来研究中心(简称“昆明植物研究所山地中心”)的科研团队在微塑料污染的生态效应和治理方面取得了重要突破,为我们深入理解这一“隐形污染源”及其潜在应对路径提供了全新视角。

— 1 

微塑料“入侵”土壤,危害远超预期

微塑料一般指尺寸小于5毫米的塑料颗粒,最初人们多关注其在海洋系统中的污染问题。但研究表明,土壤才是全球最大的微塑料汇,据估计吸收了全球约52%的微塑料。

昆明植物研究所山地中心与英国班戈大学、德国哥廷根大学合作进行的一项全球数据分析,基于400个实地观测点,揭示了不同类型、尺寸和含量的微塑料,正在显著降低土壤中的碳氮含量。此外,降水、温度等气候因子被发现会进一步加剧这一影响。

— 2 

田间实验:微塑料加剧气候变化与农业减产

昆明植物研究所团队在云南开展的田间实验进一步证实:小粒径微塑料尤其危害显著。实验使用不同粒径(75μm、150μm、300μm)的聚乙烯(PE)与聚苯乙烯(PS)颗粒,在玉米田中模拟污染情景。结果显示,粒径为75微米的聚乙烯微塑料造成的破坏最大。具体表现为:
  • 土壤有机碳和有机氮含量下降1%—1.5%
  • 每千克土壤二氧化碳排放量上升88.55毫克
  • 氧化亚氮排放增加1.01毫克/千克土壤,使得土壤的温室气体增温潜势上升达177%
  • 作物方面,受污染玉米种子的发芽率下降48%,植株高度减少30厘米,产量减半

“这项研究首次在田间尺度上证实了微塑料对‘土壤—作物—气候’系统的正反馈机制,有可能放大全球气候变化的影响。”研究员许建初指出。

— 3 

微生物降解:寻找微塑料治理的“自然之钥”

面对日益严峻的微塑料污染问题,科研人员也在积极探索绿色低碳的治理手段。昆明植物研究所研究团队近年来聚焦于“植物—土壤”系统中微生物的潜在降解作用。

在实验中,科研人员从自然环境中筛选出一种名为“伊朗毛色二孢菌”(Neosartorya iranica)的微型真菌,发现其对聚氨酯(PU)塑料具有较强的生物降解能力。在为期60天的培养过程中:

  • 聚氨酯薄膜的重量下降了11.05%;
  • 分子量降低达19.10%,表面结构发生显著变化;
  • 代谢组学分析还揭示出与降解相关的关键酶类活性升高。

这一成果不仅揭示了微生物降解塑料的潜力,也为“以自然解难题”的绿色修复路径提供了理论基础。

— 4 

从科学认知走向产业应用

面对微塑料带来的土壤退化、作物减产及气候风险放大等系统性挑战,昆明植物研究所团队表示,将继续拓展研究深度,尤其关注:
  • 微塑料在土壤中的老化过程及长期生态行为
  • 多种微塑料污染物在复杂农业系统中的协同作用;
  • 真菌、细菌等多种微生物的联合降解机制;
  • 微塑料回收与资源化利用的产业对接潜力

专家指出,要实现从研究成果到污染治理实际效果的跨越,仍需政策、产业、公众协同参与,共建废塑料回收、处理、降解的“闭环系统”。

塑料污染不再是“看得见”的瓶瓶罐罐,更潜藏于我们脚下的泥土、食物和气候系统中。这场关于微塑料的“隐形危机”,亟需科技与产业双轮驱动,推进污染防治的体系化变革。幸运的是,科研已经在路上,而下一步,需要全社会的行动接力。

— 5 

图文解析

图1. 微塑料对土壤全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)含量、C/N比和缓冲能力的影响
图2. 微塑料对总氮(TN)和土壤有机碳(SOC)含量的影响,根据化学类型(主要来源于石油的不可降解材料)与可降解材料(如玉米、木薯、土豆和甘蔗等可再生资源发酵产生的材料)进行分类
图3.  微塑料对土壤pH的影响

图8.  微塑料 (MPs) 对土壤养分含量影响的机理模型

(文章来源:Environmental Science Technology点击阅读原文可查看原始文献)

相关研究成果以 Do Added Microplastics,Native Soil Properties,and Prevailing Climatic Conditions Have Consequences for Carbon and Nitrogen Contents in Soil?A Global Data Synthesis of Pot and Greenhouse Studies 为题发表在环境科学Nature Index期刊Environmental Science Technology 上。
昆明植物所出站博士后Shahid Iqbal博士为本文第一作者和通讯作者,昆明植物所许建初研究员和德国哥廷根大学Yakov Kuzyakov教授为本文共同通讯作者。该研究得到了云南省博士后定向培养基金、中国科学院院长国际合作项目、和国家自然科学基金的资助。
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