農(nóng)膜年回收率不足2/3！我國農(nóng)業(yè)“白色污染”大起底

農(nóng)膜是繼種子、化肥和農(nóng)****之后的第四大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在我國應(yīng)用廣泛。塑化劑是一種重要的農(nóng)用薄膜添加劑，可在環(huán)境中釋放并污染環(huán)境。
近日，華南師范大學(xué)環(huán)境研究院教授應(yīng)光國團(tuán)隊(duì)的副研究員張芊芊等全面闡述了我國農(nóng)膜使用量及其塑料碎片的環(huán)境殘留量，并評估了農(nóng)膜使用全生命周期中鄰苯二甲酸酯（塑化劑）的釋放量和環(huán)境歸趨。相關(guān)研究發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。

我國農(nóng)膜年回收率不足2/3

農(nóng)膜主要包含地膜和棚膜，極大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，但也會造成塑料碎片和有關(guān)化學(xué)品的污染。經(jīng)使用后，我國農(nóng)膜每年回收率不足2/3。
不易降解的塑料薄膜在土壤中殘留和累積，帶來了“白色污染”。農(nóng)膜中主要的塑化劑會在使用周期和丟棄后持續(xù)釋放進(jìn)入環(huán)境中，造成環(huán)境污染。
“塑料使用量、殘留量及其使用周期中主要有毒有害污染物的排放量，是定量化評估農(nóng)膜污染的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然而目前尚無研究報道?！睉?yīng)光國對《中國科學(xué)報》介紹道。
應(yīng)光國表示，研究對我國各省份農(nóng)膜的殘留量、侵蝕量和全生命周期中塑化劑釋放量進(jìn)行估算，并構(gòu)建基于逸度方法的地膜和棚膜的環(huán)境多介質(zhì)模型，模擬了塑化劑的環(huán)境歸趨，為我國農(nóng)膜的環(huán)境污染管理提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

地膜和棚膜年增長6.5%和5.9%

團(tuán)隊(duì)通過大數(shù)據(jù)收集、實(shí)驗(yàn)室檢測和模型模擬相結(jié)合的方法，分析了我國1997年至2017年間農(nóng)膜（地膜和棚膜）的使用情況，評估了農(nóng)膜在使用和部分回收后，其塑料碎片的殘留和遷移量。
“我們收集了近20年間我國地膜和棚膜的使用量和覆膜面積，作為農(nóng)膜塑料污染的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，我國地膜和棚膜的使用量年增長率分別為6.5%和5.9%，覆膜面積在2011年達(dá)到頂峰后小幅回落，此后年增長率保持在±1%，進(jìn)入穩(wěn)定期。”應(yīng)光國說。
估算結(jié)果顯示，我國每年有18.6%的農(nóng)膜留在農(nóng)田中；相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，各省份農(nóng)膜殘留量與第二次全國污染源普查中歷年農(nóng)膜累積殘留量存在相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.95。
研究結(jié)果顯示，2017年，中國農(nóng)用塑料薄膜使用量為2528600噸；經(jīng)過農(nóng)用薄膜回收和土壤侵蝕過程后，農(nóng)用塑料殘留量達(dá)465016噸，而土壤侵蝕過程將4329噸塑料碎片帶入水環(huán)境并最終排入海洋中。

構(gòu)建兩個模型

“基于逸度方法，我們構(gòu)建了地膜覆蓋模型和棚膜半橢圓塑料隧道模型，模擬了各省份鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和鄰苯二甲酸二（2—乙基己基）酯（DEHP）的多介質(zhì)環(huán)境水平，以及各環(huán)境介質(zhì)間的傳輸通量。農(nóng)田中目標(biāo)塑化劑的預(yù)測濃度略低于已發(fā)表的各省份濃度，提示農(nóng)田環(huán)境中塑化劑其他來源的貢獻(xiàn)。”應(yīng)光國說。
通量分析顯示，地膜中的DBP和DEHP主要輸出通量為降解作用。對于棚膜來說，釋放出的60.9%的DBP會被降解，而96.3%的DEHP會在蔬菜中積累。但經(jīng)評估顯示，大棚蔬菜中塑化劑的食用風(fēng)險較低。
據(jù)介紹，2017年，我國地膜釋放的DBP和DEHP分別為18.8噸和42.2噸。其中，分別有7.53噸和16.9噸進(jìn)入大氣環(huán)境，其余進(jìn)入土壤環(huán)境中。兩種典型塑化劑的釋放量呈現(xiàn)出顯著的區(qū)域特征。
釋放量最大的省區(qū)為新疆、甘肅、山東、內(nèi)蒙古和云南，其釋放總量可達(dá)到全國排放量的50%以上。西藏地區(qū)塑化劑釋放量最低。
2017年，我國棚膜釋放的DBP和DEHP分別為5.94噸和24.5噸。
其中，50%~51.6%釋放在大棚內(nèi)部，進(jìn)而富集在大棚內(nèi)蔬菜和土壤中，其余進(jìn)入外部環(huán)境中。氣溫對大棚塑化劑的釋放量影響顯著，表現(xiàn)為東北和西北省區(qū)大棚內(nèi)外塑化劑的釋放量比為1.06：1，而溫暖濕潤的華南地區(qū)則為1.009：1。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1021/acs.est.1c04369

《中國科學(xué)報》 (2021-10-22 第4版 綜合)

編輯 | 趙路
排版 | 志海