朱立志‖石化塑料在农业系统中的污染效应研究综述

摘要

石化基塑料制品是现代农业重要生产资料，地膜、大棚膜、育苗容器、包装材料等广泛应用于种植业与养殖业。但大量残留的石化塑料在自然环境中风化破碎，持续生成微塑料污染物，扩散至土壤、水体与大气介质，形成跨介质的复合型污染。现有研究证实，微塑料不仅能够通过植物根系完成吸收转运，还可经由叶片气孔等途径进入植株内部，在农作物可食用部位富集。种植业产出的果蔬粮食，以及水产、畜禽养殖产品中均已检出微塑料颗粒。污染物顺着食物链逐级传递，最终作用于人体，同时扰动土壤‑水体‑生物全链条生态平衡，对地球生命共同体构成持续性威胁。本文梳理近年相关研究成果，对农业源微塑料的环境赋存、生物吸收路径、食物链富集效应及生态健康风险进行综合评述，为农业塑料污染防控提供参考。
关键词：农业；石化塑料；微塑料；气孔吸收；食物链；生命共同体
1 引言
石化塑料凭借成本低廉、理化性能稳定的优势，大规模进入农业生产场景。地膜保墒抑草、大棚膜调控温光，塑料网具、养殖设施、农资包装等极大提升了农业生产效率，成为规模化农业不可或缺的物资。但石化高分子材料天然抗生物降解，田间残膜、废弃养殖塑料设施回收处置不到位，大量塑料残体长期留存于农田与养殖环境。在光照、机械翻耕、温度变化、氧化风化共同作用下，大块塑料逐步裂解破碎，形成粒径小于 5 毫米的微塑料，部分进一步分解为纳米塑料，成为农业领域新兴持久性污染物。
过去很长一段时间，学界更多关注海洋环境微塑料问题，农业陆地生态系统的塑料污染容易被忽视。随着检测技术迭代，越来越多野外采样与控制试验表明，农业来源微塑料已经突破单一介质边界，在土壤、地表水、地下水以及大气沉降物中普遍检出，打通了 “土壤‑大气‑水体‑生物” 的污染循环通道。微塑料不再局限于环境介质中被动留存，而是能够被植物主动摄取，沿着食物链向更高营养级迁移，农业生态系统由此成为微塑料进入人类食物体系的关键枢纽。
2 农业系统中微塑料多介质赋存特征
农业场景下微塑料的来源复杂多元，残旧地膜破碎是农田土壤微塑料最主要来源，其次包括塑料大棚老化碎屑、有机肥与污泥带入的塑料纤维、污水灌溉、大气沉降输入等。大量实地监测显示，我国农区土壤广泛检出聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等典型石化微塑料，地膜使用年限越长的地块，土壤微塑料丰度越高，部分农田每千克土壤微塑料颗粒可达数千颗级别。
土壤中的微塑料会随雨水淋溶向下迁移，进入浅层地下水；农田地表径流把颗粒带入沟渠、池塘，进一步扩散到河湖水体，直接污染水产养殖水域。与此同时，风化产生的微塑料颗粒、塑料纤维可以脱离地表，以气溶胶形式悬浮于大气，通过风力发生长距离迁移，再以干、湿沉降方式重新落回农田、山林与水体，形成跨区域循环污染。由此，土壤、水体、大气三者之间形成联通，微塑料不再局限于污染发生地，而是在整个农业生态圈层循环流转，放大了污染的影响范围。
微塑料颗粒本身具备很强吸附能力，会吸附土壤与水体中的重金属、农药残留等其他污染物，形成复合污染载体，放大原有污染物的毒性效应，改变土壤团聚结构，干扰土壤微生物群落，降低土壤酶活性，间接影响土壤养分循环与耕地质量，破坏农田土壤生态基础。
3 植物对微塑料的双重吸收路径：根系与叶片气孔通道
早期研究普遍认为，塑料颗粒粒径偏大，植物完整细胞壁可以形成物理屏障，微塑料很难进入植株体内。近年来大量室内模拟试验和野外调查推翻了这一认知，证实植物存在根系、叶片两套独立的吸收通道，微塑料可以通过两条路径进入植物组织并向可食用部位转运。
根系吸收是最早被证实的途径。作物侧根萌发位置会自然产生裂隙，这是微塑料进入根系的重要通道。土壤中微塑料颗粒借助根际黏液黏附于根表，顺着侧根裂隙进入根皮层，之后依靠蒸腾拉力，通过质外体途径沿维管组织向上输送，到达茎秆、叶片乃至果实籽粒等可食用部分。不同粒径颗粒吸收效率存在差异，纳米级颗粒更容易穿透组织，部分微米级微塑料也能够借助根部裂隙完成入侵。
更值得重视的是叶片吸收路径，这是过去常被低估的污染通道。悬浮在空气中的微塑料沉降到作物叶面之后，并不只是停留在叶片表面。研究证实，PET、聚苯乙烯等常见微塑料，能够直接通过叶片气孔进入叶肉组织，也可以穿透受损的角质层完成内化；进入叶片内部的颗粒同样可以进入维管束，在植株体内发生迁移转运。有对照试验显示，人为关闭叶片气孔后，叶片对微塑料的吸收效率出现大幅下降，直接印证气孔是关键入口。露天种植的叶菜类作物，叶片表面积大，直接暴露于大气沉降，叶面气孔吸收带来的微塑料污染风险尤为突出。
综合现有研究可以明确：植物既可以从土壤、水体经由根系摄入微塑料，也可以接收大气来源微塑料，经由叶片气孔完成摄取，两套路径共同造成农作物体内微塑料累积。
4 种养产品中微塑料富集与食物链传递
随着微塑料能够进入农作物组织被证实，大量农产品检测结果显示，粮食、根茎类蔬菜、叶菜、瓜果等种植业产品内部均可检出微塑料，污染物已经直接进入人类食用部分。不同作物富集程度存在差异，叶菜类因为叶片接触大气沉降，同时气孔通道开放，微塑料检出情况较为突出；根茎类作物长期接触受污染土壤，根系吸收带来的颗粒累积效应明显。
污染链条并不会止步于种植业产品。在水产养殖环境，水体中悬浮的微塑料会被鱼虾贝类滤食摄入，留存于消化道与肌肉组织；畜禽养殖过程中，动物既可能通过饮水、饲料摄入微塑料，也会接触养殖设施老化脱落的塑料碎屑。大量样本检测证明，畜禽、水产等养殖产品体内同样能够检出微塑料颗粒。
由此，种植业与养殖业共同构成完整的污染链条。微塑料从水土气环境进入植物，再通过饲料、饵料传递给畜禽水产，不同营养级生物对微塑料存在不同程度的生物富集效应。人类消费粮食蔬菜、畜禽水产，就不可避免会通过膳食途径摄入微塑料，完成从农业环境到人体的传递过程。除饮食摄入之外，大气中微塑料还可以通过呼吸直接进入人体，构成多重暴露风险。
5 生态与人体健康风险，面向地球生命共同体的威胁
现阶段，微塑料对人体的确切毒理机制仍在持续研究，但现有证据已经揭示多重潜在风险。进入人体的微塑料颗粒可以滞留于消化道，诱发局部炎症反应；颗粒携带的塑料单体、增塑剂、稳定剂等化学助剂，以及吸附富集的重金属、有机污染物，会带来复合毒性损伤；已有研究在人体血液、胎盘等组织样本检出微塑料，提示颗粒存在跨组织迁移的可能性，长期低剂量暴露的健康隐患不容忽视。
跳出人体健康视角，从地球生命共同体角度观察，农业石化塑料污染的影响覆盖整个生态系统。土壤微塑料改变土壤理化性质，抑制土壤有益微生物活性，干扰土壤养分循环，降低耕地生产力；土壤动物、昆虫接触微塑料后，会出现摄食、繁殖行为受干扰的现象；水体微塑料威胁浮游生物、底栖生物生存，扰动水生食物链基础。塑料污染不只是威胁人类，土壤生物、陆生植物、水生生物，整个农业生态圈层内的生命单元，都处在微塑料的暴露之下，构成系统性生态胁迫。
农业生态系统是人与自然连接最紧密的界面，耕地、水源、农作物、畜禽水产与人类生存紧密耦合。石化塑料带来的微塑料污染，打破了农业生态系统原有的物质循环，形成人为制造的持久性污染物循环，污染物在土壤‑大气‑水体‑生物之间往复流转，很难依靠自然过程彻底消解，对整个生命共同体形成长期的累积式压力。
参考文献（示例格式）
[1] 李连祯，罗彤。农田微塑料的植物吸收与食物链风险 [J]. 植物营养与肥料学报，2024,30 (08):1451‑1464.
[2] 李鹏飞，杨明。农田中的 (微) 塑料污染：来源、迁移、环境生态效应及防治措施 [J]. 土壤学报，2025,62 (02):312‑326.
[3] 南开大学课题组。大气源微塑料通过气孔进入作物叶片的机制研究 [J]. 环境科学学报，2025,45 (04):289‑298.
[4] 薛颖昊，徐湘博。我国农田地膜残留与微塑料污染现状评述 [J]. 农业资源与环境学报，2023,40 (03):341‑350.