農膜年回收率不足2/3！我國農業(yè)“白色污染”大起底

農膜是繼種子、化肥和農****之后的第四大農業(yè)生產(chǎn)資料，在我國應用廣泛。塑化劑是一種重要的農用薄膜添加劑，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)境研究院教授應光國團隊的副研究員張芊芊等全面闡述了我國農膜使用量及其塑料碎片的環(huán)境殘留量，并評估了農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)》。

我國農膜年回收率不足2/3

農膜主要包含地膜和棚膜，極大提高了農業(yè)生產(chǎn)效率，但也會(huì )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(lái)了“白色污染”。農膜中主要的塑化劑會(huì )在使用周期和丟棄后持續釋放進(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，是定量化評估農膜污染的重要基礎數據，然而目前尚無(wú)研究報道?！睉鈬鴮Α吨袊茖W(xué)報》介紹道。
應光國表示，研究對我國各省份農膜的殘留量、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，為我國農膜的環(huán)境污染管理提供了數據基礎和技術(shù)支持。

地膜和棚膜年增長(cháng)6.5%和5.9%

團隊通過(guò)大數據收集、實(shí)驗室檢測和模型模擬相結合的方法，分析了我國1997年至2017年間農膜（地膜和棚膜）的使用情況，評估了農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，作為農膜塑料污染的基礎數據。數據分析發(fā)現，我國地膜和棚膜的使用量年增長(cháng)率分別為6.5%和5.9%，覆膜面積在2011年達到頂峰后小幅回落，此后年增長(cháng)率保持在±1%，進(jìn)入穩定期。”應光國說(shuō)。
估算結果顯示，我國每年有18.6%的農膜留在農田中；相關(guān)性分析發(fā)現，各省份農膜殘留量與第二次全國污染源普查中歷年農膜累積殘留量存在相關(guān)性，相關(guān)系數可達0.95。
研究結果顯示，2017年，中國農用塑料薄膜使用量為2528600噸；經(jīng)過(guò)農用薄膜回收和土壤侵蝕過(guò)程后，農用塑料殘留量達465016噸，而土壤侵蝕過(guò)程將4329噸塑料碎片帶入水環(huán)境并最終排入海洋中。

構建兩個(gè)模型

“基于逸度方法，我們構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。農田中目標塑化劑的預測濃度略低于已發(fā)表的各省份濃度，提示農田環(huán)境中塑化劑其他來(lái)源的貢獻。”應光國說(shuō)。
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(lái)說(shuō)，釋放出的60.9%的DBP會(huì )被降解，而96.3%的DEHP會(huì )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出顯著(zhù)的區域特征。
釋放量最大的省區為新疆、甘肅、山東、內蒙古和云南，其釋放總量可達到全國排放量的50%以上。西藏地區塑化劑釋放量最低。
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%釋放在大棚內部，進(jìn)而富集在大棚內蔬菜和土壤中，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(zhù)，表現為東北和西北省區大棚內外塑化劑的釋放量比為1.06：1，而溫暖濕潤的華南地區則為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