基于其改善土壤温度、保持水分和促进植物生长的能力，塑料地膜在农业生产中被广泛使用，其可被降解为粒径小于5 mm的微塑料（MPs）长期储留在水稻土中。MPs具有巨大的比表面积、较强的疏水性和较长的持久性，因此被认为是重金属的有效载体，具有改变重金属分布模式和生物利用度的潜力。目前已有研究表明MPs可提高锰、铜、铅、铬和铁的生物利用度，但针对价态更为复杂且易受环境因素影响的类金属砷（As）的研究则十分有限。在食物链中，As可通过生物蓄积和生物放大作用威胁人类健康，特别是通过食用受As污染的大米。然而，对MPs影响土壤As分布的有限研究主要集中在生物利用度上，尚未从迁移和转化的角度进行探索，且不清楚其主要影响机制。此外，MPs的选择也主要集中于常规MPs，未针对现在使用日益增加的生物可降解MPs开展对比研究。

因此，为了解决上述问题，中国科学院城市环境研究所颜昌宙研究组，选择常规MPs（PS、PE、PVC）和生物可降解MPs（PBS、PLA、PBAT）开展微观实验，通过测量水稻土中As化学分布、土壤理化指标变化和土壤微生物群落变化，探索和论证其对As从水稻土向上覆水迁移和形态转变的影响和机理。结果表明，在60天内，生物可降解MPs比传统MPs更有效地增强了As的迁移，促进了As（Ⅴ）向更利于迁移的As（III）和生物可利用As转化。生物可降解MPs主要通过改变土壤中微生物群落结构，富集Firmicutes，Bacteroidota，Patescibacteria和Desulfobacterota等微生物，影响了碳、氮、硫、铁的生物地球化学循环，增加了土壤中As还原（arrA）和As甲基化（arsM）基因含量，间接提高了As（III）和生物可利用As的含量，促进了As的迁移和转化。其中，PBS的促进作用最强，转化形成了更多的As（III）和生物可利用As。相对而言，常规MPs则主要通过改变土壤的pH、Fe含量和TOC含量影响As的生物利用度。生物可降解和常规MPs对As的直接吸附作用几乎不会影响水稻土中As的迁移和转化。

本研究比较了多种常规和生物可降解的MPs对淹水水稻土中As迁移和转化的影响，并探讨了其主要作用机制，填补了MPs对水稻土As生物地球化学循环影响的空白，有助于理解MPs和As复合污染潜在的环境和健康风险，可为MPs和As复合污染的风险管控提供理论基础和科学依据。研究结果以Effects of biodegradable microplastics on arsenic migration and transformation in paddy soils: a comparative analysis with conventional microplastics为题发表于环境领域期刊Journal of Hazardous Materials。博士生安秋颖为第一作者，颜昌宙研究员为通讯作者。该研究得到了中国科学院A类战略先导科技专项子课题（XDA23030203）和国家重点研发计划项目（2022YFF1301304）的支持。

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微塑料对土壤中重金属迁移转化的主要影响因素及其相互作用关系