防塵綠網(wǎng)及其環(huán)境效應(yīng)研究

李鴻儒 李斗 孫衛(wèi)星

摘 要：防塵綠網(wǎng)作為一種能有效控制散堆料場起塵與擴(kuò)散的手段，近年來得以推廣，并得到關(guān)注。本文綜述了國內(nèi)外防塵綠網(wǎng)的使用背景、應(yīng)用現(xiàn)狀，從流行原因、技術(shù)不足等方面對(duì)防塵綠網(wǎng)進(jìn)行了總結(jié)評(píng)述。同時(shí)著重介紹了防塵綠網(wǎng)老化后微塑料材料對(duì)海洋環(huán)境、土壤環(huán)境和對(duì)生物的影響，最后對(duì)防塵綠網(wǎng)目前存在的不足和未來的研究方向進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：防塵綠網(wǎng);微塑料;土壤污染

中圖分類號(hào)：X505? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）03-0129-04

1背景

隨著城市建設(shè)的深入，城市和道路中存在的建筑工地增長迅速，產(chǎn)生了粉塵問題。一方面，根據(jù)我國相關(guān)環(huán)保法規(guī)，對(duì)粉塵排放超標(biāo)的工地將收取粉塵超標(biāo)排污費(fèi)。另一方面，堆場的粉塵污染將給周邊居民生活活動(dòng)造成影響，工地?fù)P塵污染已成為施工單位亟待解決的問題。

為了解決工地?fù)P塵問題，考慮到成本因素，多數(shù)工地選擇使用防塵綠網(wǎng)。防塵綠網(wǎng)（見圖1）是一種治理露天堆料場揚(yáng)塵污染治理的材料，廣泛運(yùn)用于工程建設(shè)地短期堆場，棄土場等。

現(xiàn)有防塵綠網(wǎng)通常使用回收塑料生產(chǎn)，原料成分復(fù)雜，抗老化性能差，雖然其價(jià)格低廉，也有一定抑制揚(yáng)塵的作用，但其老化后極易破碎，有時(shí)還需要在老化后的綠網(wǎng)上再多次鋪設(shè)。老化破碎后的防塵綠網(wǎng)回收困難，混合進(jìn)入土體，進(jìn)入了土壤的生態(tài)循環(huán)中。

2技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

由于建筑工地和各類堆料場普遍存在揚(yáng)塵污染，所以防塵綠網(wǎng)廣泛使用在口岸、儲(chǔ)煤場、露天料場、建筑工地（見圖2）。

3 技術(shù)缺陷

3.1 現(xiàn)有缺點(diǎn)

防塵綠網(wǎng)有如下缺點(diǎn)：

（1）防塵綠網(wǎng)針對(duì)揚(yáng)塵有一定效果，但效果有限。

（2）防塵綠網(wǎng)耐用度低，在長時(shí)間暴曬及強(qiáng)風(fēng)下容易破損，使地表的塵土重新裸露，造成揚(yáng)塵污染。

（3）防塵綠網(wǎng)并不環(huán)保，處理防塵綠網(wǎng)方式多為掩埋，長時(shí)間內(nèi)無法自然降解。

3.2 生態(tài)危害

防塵綠網(wǎng)的制作材料多是回收塑料，同時(shí)在原料中加入多種化學(xué)試劑，再經(jīng)過特殊工藝制作而成。防塵綠網(wǎng)是土壤微塑料來源之一，在一定的條件下（如光照、溫度、輻射、氧化、機(jī)械設(shè)備磨損等）其成分會(huì)釋放到土壤中。如PBDES、用于著色的重金屬等[1-2]。此類微塑料中所含的有害物質(zhì)在有機(jī)質(zhì)、輻射、溫度等條件的影響下被釋放到自然界[3]，通過淋溶作用進(jìn)入土壤[1，4，5]，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成不利影響，如塑料中所含有一些物質(zhì)（如鄰苯二甲酸二酯）具有致癌、致突變及內(nèi)分泌干擾等危害[6]，在環(huán)境中會(huì)影響土壤微生物活性，同時(shí)可能通過植物吸收進(jìn)入食物鏈對(duì)人類健康構(gòu)成一定威脅[7]。

3.2.1 對(duì)海洋生物的影響

2004年，微塑料的概念首次被發(fā)表于《科學(xué)》雜志關(guān)于海洋水體與沉積物中塑料碎片的論文提出。人類通過各種活動(dòng)將微塑料排放到自然界，主要是生產(chǎn)尺寸在微米級(jí)的微塑料與大型塑料被各類物理化學(xué)作用分解而成的次生微塑料。目前，科學(xué)界對(duì)于微塑料的定義通常是指粒徑在5毫米以下的塑料顆粒，包括碎片、薄膜、纖維等。

微塑料廣泛存在于自然界中，因尺寸小、數(shù)量多、不易降解等多種原因易被各類生物通過飲食攝取并積累在生物體內(nèi)?？茖W(xué)家HU Riisg?rd研究了在多種貝類中2—10μm的微塑料攝取及滯留情況，研究發(fā)現(xiàn)，尺寸在4μm以上的微塑料完全地滯留在了生物體內(nèi)，在4μm以下的微塑料也有35%—70%的保留效率[8]。

曾永平團(tuán)隊(duì)[9]在前期實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署1990年提出的人類發(fā)展指數(shù)（HDI）為主要預(yù)測(cè)因子建立了全球塑料河流入海通量模型，同時(shí)根據(jù)目前的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。模型估計(jì)，2018年全球主要河流的塑料年入海通量約為5～26萬噸之間。根據(jù)模型預(yù)測(cè)，全球塑料河流入海通量將在十年后達(dá)到頂點(diǎn)，微塑料對(duì)海洋生物的影響也會(huì)越來越大。

3.2.2 對(duì)土壤動(dòng)物的影響

微塑料對(duì)土壤動(dòng)物影響的研究時(shí)間較短，成果有限，有待于進(jìn)一步的研究[10]，被用于研究過的有蚯蚓[10-14]、線蟲[15]及彈尾蟲[16]。在研究此類影響時(shí)，可借鑒微塑料對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)物影響的相關(guān)研究。來源于水域生態(tài)系統(tǒng)的一些土壤動(dòng)物，如軟體動(dòng)物門、節(jié)肢動(dòng)物門、線蟲、環(huán)節(jié)動(dòng)物門等動(dòng)物既存在于水生態(tài)系統(tǒng)（包括淡水與海洋）中，也在土壤生態(tài)系統(tǒng)中存在，由于土壤動(dòng)物作為生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的重要消費(fèi)者，主要以植物為食，攝食習(xí)慣相似，攝入微塑料的方式也相似[17]，因此，微塑料對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)生物的影響，可部分適用于土壤生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)物[18]在研究中可部分借鑒成果（見圖3）。

微塑料通過生物攝食等途徑進(jìn)入生物體會(huì)對(duì)生物造成嚴(yán)重影響，包括生長、繁殖等等。它會(huì)導(dǎo)致生物體內(nèi)部器官、組織物理撕裂，機(jī)體也會(huì)對(duì)入侵的異源物質(zhì)產(chǎn)生炎癥響應(yīng)，與此同時(shí)生物體還會(huì)被微塑料本身的毒性成分與吸附的帶毒物質(zhì)影響。

3.2.3 對(duì)土壤微生物的影響

土壤動(dòng)物表面的重金屬、污染物及病原菌會(huì)隨著土壤動(dòng)物的生命活動(dòng)進(jìn)入土壤內(nèi)部，這種轉(zhuǎn)移會(huì)造成土壤微生物區(qū)系、土壤理化性質(zhì)等受到影響。目前土壤微塑料與微生物相關(guān)作用的研究方向還是空白，未見相關(guān)論文發(fā)布，只有少量的關(guān)于沿海沉積物、海洋微塑料與微生物相關(guān)作用的研究，亟需科研界對(duì)此展開研究。

3.2.4 對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)的影響

微塑料對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)的研究剛剛起步，研究成果有限，因此，微塑料對(duì)土壤物質(zhì)循環(huán)起到何種作用與其作用機(jī)理等相關(guān)問題亟待解決。由于微塑料難于降解的特點(diǎn)，它可以長久留存于土壤中并開始積累，一旦土壤中存留的微塑料密度超過一定限度，對(duì)土壤乃至陸地生態(tài)系統(tǒng)功能及生物多樣性都會(huì)產(chǎn)生不好的影響。

微塑料造成的土壤污染在我國尤其嚴(yán)重，1980年起，我國在一些農(nóng)作物生產(chǎn)種植中開始使用地膜覆蓋技術(shù)，極大地增加了農(nóng)業(yè)收入。由于塑料地膜應(yīng)用的廣泛需求，與其清理困難、無法二次使用的特點(diǎn)，只能被丟棄在田間，從而造成塑料污染。污染源普查數(shù)據(jù)顯示，中國大量耕作土壤均存在地膜殘留，特別是在西北部分地區(qū)農(nóng)田土壤中的殘留地膜量達(dá)到了12-13公斤/畝，嚴(yán)重污染環(huán)境。

汪杰[19-20]在前期研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩種暴露模式，包括污染微塑料進(jìn)入干凈土壤環(huán)境以及干凈微塑料進(jìn)入污染土壤環(huán)境，研究這一過程中蚯蚓積累疏水性有機(jī)污染物的變化。同時(shí)考慮到微塑料在環(huán)境中會(huì)進(jìn)一步破碎而形成更小顆粒的事實(shí)，課題組探討了微塑料顆粒大小是否對(duì)微塑料載體起到關(guān)鍵影響作用。研究表明，微塑料與污染物之間的平衡狀態(tài)是決定微塑料增加或減少污染物積累的關(guān)鍵，而微塑料對(duì)整個(gè)積累的貢獻(xiàn)則與微塑料顆粒大小相關(guān)。

微塑料對(duì)生物體的影響主要有兩個(gè)部分，第一是微塑料本身在各種物理化學(xué)條件下產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，第二類是在自然界吸附的污染物，微塑料進(jìn)入生物體內(nèi)后，這兩類毒性物質(zhì)會(huì)對(duì)生物體的生理、生化、生長、發(fā)育和繁殖產(chǎn)生一定影響，進(jìn)而影響土壤物種的多樣性，從而影響植物的生長和繁殖、土壤物質(zhì)循環(huán)。Ath-mann等 [21]研究表明，貘可以有效改善被各類植物根部所占據(jù)的地下土壤的孔隙，增加微生物的數(shù)量、密度、酶的活性、碳和養(yǎng)分的輸入，并為植物提供更多的營養(yǎng)物質(zhì)（如磷），促進(jìn)植物生長和土壤物質(zhì)循環(huán)。 一旦像貘這樣的土壤動(dòng)物因?yàn)橥寥乐械奈⑺芰蠈?dǎo)致生長、發(fā)育與繁殖受到影響，土壤與地面植物之間的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)就會(huì)隨之受到波及，以至于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都受到不利的影響。

4 結(jié)語

由于露天堆料場存在揚(yáng)塵污染現(xiàn)象較為普遍，防塵綠網(wǎng)被廣泛應(yīng)用。作為控制起塵和擴(kuò)散有一定作用的工具，防塵綠網(wǎng)存在防塵效果一般、強(qiáng)度較小、有生態(tài)危害等缺點(diǎn)。

同時(shí)，由于防塵綠網(wǎng)的材料主要是聚丙烯和聚乙烯這類通過加聚反應(yīng)而成的聚合物，進(jìn)入陸生生態(tài)系統(tǒng)后，將對(duì)陸生生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 但是，關(guān)于防塵綠色凈微塑料對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)影響的研究很少。 微塑料種類繁多，其成分復(fù)雜，它們對(duì)土壤理化性質(zhì)，土壤動(dòng)物和土壤物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換的影響受許多環(huán)境因素的制約。 在以后的研究中，以下問題亟待解決：

（1）土壤微塑料的分離檢測(cè)。土壤結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，土壤中的微塑料來源廣，部分大型塑料經(jīng)過各種物理化學(xué)作用分解后與土壤難以分離，并對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

（2）不同粒徑微塑料顆粒的環(huán)境效應(yīng)研究。需對(duì)不同粒徑微塑料顆粒對(duì)土壤生物體的毒性效應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以確定土壤中不同粒徑微塑料的毒性機(jī)理。

（3）微塑料污染與土壤結(jié)構(gòu)、成分，溫度、降雨、輻射等因素的關(guān)系。此類因素對(duì)微塑料表面性質(zhì)的改變均有影響，從而導(dǎo)致同樣塑料在不同條件下造成的污染效應(yīng)不同，因此，應(yīng)在此方向上開展研究。

（4）微塑料對(duì)人體的毒性效應(yīng)研究。目前此類研究成果少，且使用微塑料種類單一，因此，后續(xù)研究需進(jìn)一步開展。

由現(xiàn)狀可知，防塵綠網(wǎng)技術(shù)仍有較多問題需要解決，同時(shí)由于目前防塵綠網(wǎng)的塑料結(jié)構(gòu)對(duì)生態(tài)的影響不可預(yù)測(cè)，因此對(duì)防塵綠網(wǎng)的使用要十分謹(jǐn)慎。

綜合各種因素，建議選用天然植被措施防塵。

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