
تعداد نشریات | 163 |
تعداد شمارهها | 6,763 |
تعداد مقالات | 72,849 |
تعداد مشاهده مقاله | 131,955,214 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 103,561,455 |
تاثیر میکروپلاستیک بر برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک | ||
تحقیقات آب و خاک ایران | ||
دوره 56، شماره 4، تیر 1404، صفحه 919-934 اصل مقاله (1.58 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.387179.669855 | ||
نویسندگان | ||
احمد صمدی1؛ کاظم نصرتی* 2؛ رضا دهبندی3 | ||
1گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی. تهران. ایران. | ||
2گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی. | ||
3گروه مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت مازندران، بهشهر. پژوهشگر، دانشکده جغرافیا، علوم زمین و محیط زیست، دانشگاه بیرمنگهام. | ||
چکیده | ||
استفاده از پلاستیکها امروزه در زندگی بشر بسیار رواج داشته و کنار گذاشتن آن امکان پذیر نیست. میکروپلاستیکها به دو نوع اولیه و ثانویه تقسیم میشوند. میکروپلاستیکهای اولیه در ساخت محصولاتی مثل لوازم بهداشتی و آرایشی استفاده میشوند و میکروپلاستیکهای ثانویه در اثر عوامل محیطی از پلاستیکهای درشت به ذرات ریزتر میکروپلاستیک تبدیل شده و وارد خاک میشوند. میکروپلاستیکها ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را تغییر میدهند. در این مطالعه، تأثیر میکروپلاستیک پلیاتیلنترفتالات (PET) بر برخی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی خاک در زمینهای مرتعی و کشاورزی در حوضه آبریز نهرمیان بررسی شد. پس از احداث کرتهای آزمایشی و افزودن میکروپلاستیک PET با اندازههای کوچکتر از 500 میکرومتر به خاک، سه مرحله آبیاری و شخم سطحی در کرتهای کشاورزی انجام شد، در حالی که در کرتهای مرتعی سه رخداد بارش و سه مرحله شخم سطحی صورت گرفت. ویژگیهایی مانند درصد رس، سیلت و ماسه، pH، سدیم (Na)، پتاسیم (K)، هدایت الکتریکی (EC) و کربن آلی (OC) متغییرهایی بودند که پیش از افزودن ذرات میکروپلاستیک و پس از اضافه کردن آنها در خاک و طی مراحل آبیاری، بارش و شخم سطحی، در خاک اندازهگیری شدند. درکرتهای مرتعی، پس از وارد کردن میکروپلاستیکها به خاک، تمامی ویژگیهای شیمیایی مورد بررسی، به جز pH، افزایش غیرمعنیدار داشتند. میزان رس2 درصد و سیلت19/0 درصد افزایش یافتند، در حالی که ماسه 04/6 درصد کاهش یافت. در کرتهای کشاورزی، pH (t-value = 4.3, p = 0.002) و K(t-value = 5.9, p = 0.001) بهطور معنیدار افزایش یافتند، در حالی که Na و OC افزایش غیرمعنیداری داشتند و EC کاهش یافت. درصد رس خاک t-value = 3.99, p = 0.003) ) به صورت معنی دار کاهش یافت، در حالی که درصد سیلت t-value = 2.33, p = 0.042) )و ماسه خاک t-value = 4.93, p = 0.001) ) بهطور معنیداری افزایش یافتند. با توجه به آبیاری غرقابی در کرتهای کشاورزی بیشتر تغییرات در بافت خاک مربوط به فرسایش سطحی است و ورود میکروپلاستیک PET تغییر ملموسی در بافت خاک نداشت زیرا در کرتهای مرتع تغییرات معنی داری در بافت خاک رخ نداد. بنابراین تاثیر میکروپلاستیکها بر بافت خاک نیاز به تحقیقات وسیعتری دارد. اما ورود میکروپلاستیکها در خاک در طول زمان بر ویژگیهای شیمیایی آن تأثیر میگذارد. این تأثیرات بسته به نوع کاربری اراضی، نوع خاک و مدت زمان حضور میکرپلاستیکها در خاک متفاوت است. | ||
کلیدواژهها | ||
خاک؛ ویژگی های فیزیکی؛ ویژگی های شیمیایی؛ میکروپلاستیک | ||
مراجع | ||
Ascott, M. J., Gooddy, D. C., Wang, L., Stuart, M. E., Lewis, M. A., Ward, R. S., & Binley, A. M. (2017). Global patterns of nitrate storage in the vadose zone. Nature Communications, 8(1), 1416. Bagrifam, Saba, Delavar, Mohammad Amir, Keshavarz, Peyman, & Karimi. (2021). A review of soil carbon measurement methods: experimental considerations, advantages and disadvantages. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 10(4), 1-30. Boots, B., Russell, C. W., & Green, D. S. (2019). Effects of microplastics in soil ecosystems: above and below ground. Environmental science & technology, 53(19), 11496-11506. Bouma, J. (1991). Influence of soil macroporosity on environmental quality. Advances in agronomy, 46, 1-37.Carter, M. R., & Gregorich, E. G. (2007). Soil sampling and methods of analysis. CRC press. Carter, M. R., & Gregorich, E. G. (2007). Soil sampling and methods of analysis. CRC press. Chen, W. F., Zhang, W. M., & Meng, J. (2014). Biochar and agro-ecological environment: review and prospect. Journal of Agro-Environment Science, 33(5), 821-828. Cheng Y, Guo Y, Wang F, Zhang L. Effects of polyethylene microplastics stress on soil physicochemical properties mediated by earthworm Eisenia fetida. Environ Sci Pollut Res Int. 2024 Feb;31(8):12071-12082. doi: 10.1007/s11356-024-32007-8. Epub 2024 Jan 16. PMID: 38227261. Chia, R. W., Lee, J. Y., Jang, J., Kim, H., & Kwon, K. D. (2022). Soil health and microplastics: a review of the impacts of microplastic contamination on soil properties. Journal of Soils and Sediments, 22(10), 2690-2705. de Souza Machado, A. A., Lau, C. W., Kloas, W., Bergmann, J., Bachelier, J. B., Faltin, E., ... & Rillig, M. C. (2019). Microplastics can change soil properties and affect plant performance. Environmental science & technology, 53(10), 6044-6052. Feng, X., Wang, Q., Sun, Y., Zhang, S., & Wang, F. (2022). Microplastics change soil properties, heavy metal availability and bacterial community in a Pb-Zn-contaminated soil. Journal of Hazardous materials, 424, 127364. Fotopoulou, K. N., & Karapanagioti, H. K. (2012). Surface properties of beached plastic pellets. Marine environmental research, 81, 70-77. Hanif, M. N., Aijaz, N., Azam, K., Akhtar, M., Laftah, W. A., Babur, M., ... & Benitez, I. B. (2024). Impact of microplastics on soil (physical and chemical) properties, soil biological properties/soil biota, and response of plants to it: a review. International Journal of Environmental Science and Technology, 1-42. Higashida, S., & Takao, K. (1986). Relations between soil microbial activity and soil properties in grassland. Soil Science and Plant Nutrition, 32(4), 587-597. Ingraffia, R., Amato, G., Bagarello, V., Carollo, F. G., Giambalvo, D., Iovino, M., ... & Frenda, A. S. (2021). Polyester microplastic fibers affect soil physical properties and erosion as a function of soil type. Soil Discussions, 2021, 1-22. Ingraffia, R., Amato, G., Iovino, M., Rillig, M. C., Giambalvo, D., & Frenda, A. S. (2022). Polyester microplastic fibers in soil increase nitrogen loss via leaching and decrease plant biomass production and N uptake. Environmental Research Letters, 17(5), 054012. Kroetsch, D., & Wang, C. (2008). Particle size distribution. Soil sampling and methods of analysis, 2, 713-725. Larue, C., Sarret, G., Castillo‐Michel, H., & Pradas del Real, A. E. (2021). A critical review on the impacts of nanoplastics and microplastics on aquatic and terrestrial photosynthetic organisms. Small, 17(20), 2005834. Liang, Y., Lehmann, A., Yang, G., Leifheit, E. F., & Rillig, M. C. (2021). Effects of microplastic fibers on soil aggregation and enzyme activities are organic matter dependent. Frontiers in Environmental Science, 9, 650155. Liu, H., Yang, X., Liu, G., Liang, C., Xue, S., Chen, H., ... & Geissen, V. (2017). Response of soil dissolved organic matter to microplastic addition in Chinese loess soil. Chemosphere, 185, 907-917. Lozano, Y. M., Aguilar‐Trigueros, C. A., Onandia, G., Maaß, S., Zhao, T., & Rillig, M. C. (2021). Effects of microplastics and drought on soil ecosystem functions and multifunctionality. Journal of Applied Ecology, 58(5), 988-996. Lozano, Y. M., Lehnert, T., Linck, L. T., Lehmann, A., & Rillig, M. C. (2021). Microplastic shape, polymer type, and concentration affect soil properties and plant biomass. Frontiers in plant science, 12, 616645. Machado, A. A. S. W. kloAS, c. zArFl, S. heMPel, & M. c. rillig. 2018. Microplastics as an emerging threat to terrestrial ecosystems. Global Change Biology, 24, 1405-1416. Mondol, M., Angon, P. B., & Roy, A. (2024). Effects of microplastics on soil physical, chemical and biological properties. Natural Hazards Research. Nosrati, K. (2013). Assessing soil quality indicator under different land use and soil erosion using multivariate statistical techniques. Environmental monitoring and assessment, 185, 2895-2907. Qi, Y., Ossowicki, A., Yang, X., Lwanga, E. H., Dini-Andreote, F., Geissen, V., & Garbeva, P. (2020). Effects of plastic mulch film residues on wheat rhizosphere and soil properties. Journal of Hazardous Materials, 387, 121711. Qian, H., Zhang, M., Liu, G., Lu, T., Qu, Q., Du, B., & Pan, X. (2018). Effects of soil residual plastic film on soil microbial community structure and fertility. Water, Air, & Soil Pollution, 229, 1-11. Qiu Y, Zhou S, Zhang C, Zhou Y, Qin W. Soil microplastic characteristics and the effects on soil properties and biota: A systematic review and meta-analysis. Environ Pollut. 2022 Nov 15; 313:120183. doi: 10.1016/j.envpol.2022.120183. Epub 2022 Sep 17. PMID: 36126769. Renard, K. G. (1997). Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). US Department of Agriculture, Agricultural Research Service. Rillig, M. C., & Lehmann, A. (2020). Microplastic in terrestrial ecosystems. Science, 368(6498), 1430-1431. Rillig, M. C., de Souza Machado, A. A., Lehmann, A., & Klümper, U. (2018). Evolutionary implications of microplastics for soil biota. Environmental Chemistry, 16(1), 3-7. Rillig, M. C., Lehmann, A., de Souza Machado, A. A., & Yang, G. (2019). Microplastic effects on plants. New phytologist, 223(3), 1066-1070. Shi, J., Wang, Z., Peng, Y., Fan, Z., Zhang, Z., Wang, X., ... & Wang, J. (2023). Effects of microplastics on soil carbon mineralization: the crucial role of oxygen dynamics and electron transfer. Environmental Science & Technology, 57(36), 13588-13600. Tafvizi, M., Babaakbari, M., & Delavar, M. A. (2021). Effect of Low-Density Polyethylene Microplastic Particles on Some Biological Properties and Enzymatic Activity in a Calcareous Soil. Iranian Journal of Soil and Water Research, 52(5), 1287-1297. (In Persian) Tafvizi, M., Babaakbari, M., & Delavar, M. A. (2023). Effect of Polyethylene Microplastic Particles on Some of Nutrients Concentration in a Calcareous Soil. Applied Soil Research, 11(1), 30-42. (In Persian) Walkley, A., & Black, I. A. (1934). An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil science, 37(1), 29-38. Wang, C., Zhao, J., & Xing, B. (2021). Environmental source, fate, and toxicity of microplastics. Journal of hazardous materials, 407, 124357. Wang, F., Zhang, X., Zhang, S., Zhang, S., & Sun, Y. (2020). Interactions of microplastics and cadmium on plant growth and arbuscular mycorrhizal fungal communities in an agricultural soil. Chemosphere, 254, 126791. Wang, X. X., Li, H., Chu, Q., Feng, G., Kuyper, T. W., & Rengel, Z. (2020). Mycorrhizal impacts on root trait plasticity of six maize varieties along a phosphorus supply gradient. Plant and Soil, 448, 71-86. Wang, Y., Cui, W., Duan, Z., Qin, L., Zhang, H., Cheng, H., & Wang, L. (2022). Investigation of microplastic pollution on paddy fields in Xiangtan City, Southern China. Environmental Science and Pollution Research, 29(54), 81300-81307. Wang, Y., Wang, F., Xiang, L., Bian, Y., Wang, Z., Srivastava, P., ... & Xing, B. (2022). Attachment of positively and negatively charged submicron polystyrene plastics on nine typical soils. Journal of Hazardous Materials, 431, 128566. Wischmeier, W. H., & Smith, D. D. (1978). Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning (No. 537). Department of Agriculture, Science and Education Administration. Yan, S., Zhang, S., Xu, B., Yan, P., Wang, J., Wang, H., & Aurangzeib, M. (2023). Microplastics change the leaching of nitrogen and potassium in Mollisols. Science of The Total Environment, 878, 163121. Yan, Z., Xu, L., Zhang, W., Yang, G., Zhao, Z., Wang, Y., & Li, X. (2021). Comparative toxic effects of microplastics and nanoplastics on Chlamydomonas reinhardtii: Growth inhibition, oxidative stress, and cell morphology. Journal of Water Process Engineering, 43, 102291. Yang, W., Cheng, P., Adams, C. A., Zhang, S., Sun, Y., Yu, H., & Wang, F. (2021). Effects of microplastics on plant growth and arbuscular mycorrhizal fungal communities in a soil spiked with ZnO nanoparticles. Soil Biology and Biochemistry, 155, 108179. Yu, H., Fan, P., Hou, J., Dang, Q., Cui, D., Xi, B., & Tan, W. (2020). Inhibitory effect of microplastics on soil extracellular enzymatic activities by changing soil properties and direct adsorption: An investigation at the aggregate-fraction level. Environmental Pollution, 267, 115544. Zhang, B., Yang, X., Chen, L., Chao, J., Teng, J., & Wang, Q. (2020). Microplastics in soils: a review of possible sources, analytical methods and ecological impacts. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 95(8), 2052-2068. Zhang, H., Sun, Q., Liu, Y., Deng, Y., Liu, S., Nan, J., & Lyu, C. (2024). Polyethylene microplastic pollution changes the electrical resistance and thermal conductivity of loess soil. Journal of Environmental Management, 371, 123127. Zhang, S., Wang, J., Liu, X., Qu, F., Wang, X., Wang, X., ... & Sun, Y. (2019). Microplastics in the environment: A review of analytical methods, distribution, and biological effects. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 111, 62-72. Zhao, T., Lozano, Y. M., & Rillig, M. C. (2021). Microplastics increase soil pH and decrease microbial activities as a function of microplastic shape, polymer type, and exposure time. Frontiers in Environmental Science, 9, 675803. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 4 |