研究揭示堆肥过程增加微塑料污染风险

研究揭示堆肥过程增加微塑料污染风险

近日，北京市农林科学院资环所肥料研究室在国际环境科学领域TOP期刊Journal of Hazardous Materials（Q1，IF=12.2）上发表重要研究成果。该研究揭示了有机废弃物不同堆肥过程中微塑料的动态污染特征和生态风险，为堆肥活动中微塑料的污染变化规律提供了关键见解，并为有机堆肥中微塑料限量标准的制定提供了理论参考。

有机堆肥是微塑料进入农田的重要载体。然而，关于堆肥过程中微塑料的污染特征及其相关生态风险如何变化鲜有报道。本研究采用静态好氧堆肥法，以作物秸秆和牛粪为混合原料，系统研究了不同堆肥阶段（包括堆肥原料处理阶段、发酵阶段—升温阶段、嗜热阶段和固化阶段）以及最终堆肥产品中微塑料的污染特征和风险。

研究结果发现：

1. 堆肥前和堆肥后的挑拣和筛分分别显著降低了微塑料丰度达29.4%和32.1%，但最终堆肥产品中仍含有大量微塑料。堆肥过程中，微塑料粒径主要为0.5-1 mm（30.3%），且多为聚丙烯/聚乙烯共聚物、聚乙烯或聚丙烯组成的纤维或碎片。
2. 无论对堆肥原料中的塑料是否进行挑拣，堆肥处理均导致原料中微塑料丰度从5133-7867个/kg增加至堆肥产品中的5667-11200个/kg。小粒径微塑料（<1 mm）占比从48.5%增加至54.4%，粒径大小从平均1328 μm显著减小至1093 μm。堆肥过程中的温度、有机质和微生物活动等是影响微塑料碎片化的主要因素。
3. 堆肥后，微塑料表面粗糙度和复杂性增加，比表面积增大，并吸附了更多的粘土矿物和金属氧化物，污染水平显著提高。

以上研究结果证实，堆肥处理增加了堆肥过程和产品中微塑料的污染风险。施用含有微塑料污染的有机堆肥可能会对农业生态环境安全构成潜在威胁。

堆肥过程中微塑料的污染特征和风险评估

该研究由北京市农林科学院资环所张佳佳副研究员领衔，邹国元研究员和陈延华高级农艺师为共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划项目（No. 2023YFD1702202-3）、北京市自然科学基金面上项目（No. 8232027）、北京市农林科学院（No. QNJJ202304和ZHS202301）等课题的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.137084