下水汚泥で改良された土壌における、異なる土地利用と降雨シナリオ下でのマイクロプラスチックの移動性の評価

科学分野:

• 環境科学
• 土壌科学
• 生態毒性学

背景:

• 農業における下水汚泥の施用は、土壌生態系におけるマイクロプラスチック（MP）汚染の主な原因である。
• 農業土壌におけるMPの環境運命と移動性を理解することは、生態学的リスクを評価するために不可欠である。

研究 の 目的:

• 下水汚泥で改良された土壌におけるマイクロプラスチック（MP）の環境運命と移動性を評価すること。
• 降雨強度と作物栽培が流出と浸透によるMP輸送に及ぼす影響を評価すること。

主な方法:

• 汚染されていない土壌、下水汚泥を含む裸地、アルファルファで栽培された下水汚泥を含む土壌の3つの土壌処理を用いた温室実験。
• 5か月間にわたる3つの高降雨強度（137、220、および318 mm/h）下でのMP移動性の評価。
• 表土（0〜5 cm）を介して流出と浸透によって輸送されたMPの定量化。

主要な成果:

• マイクロプラスチックは、5か月の実験期間中、表土（0〜5 cm）で限定的な移動性を示した。
• 裸地では、浸透よりも流出の方がMP輸送の有意な経路であった（それぞれ0.32％対0.008％）。
• アルファルファ栽培は、土壌の安定化と植物媒介による捕捉により、流出と浸透によるMP動員を有意に減少させた（それぞれ0.004％および0.002％）。
• MPの動員率は、さまざまな高降雨強度にわたって一定であり、極端な降雨イベントにおける水の量の影響は限定的であることを示唆している。
• より大きなポリエステル繊維は流出による動員の影響を受けやすく、より小さなMPは表土に保持された。

結論:

• 農業土壌は、マイクロプラスチックを保持するかなりの能力を持っている。
• アルファルファのような作物栽培は、土壌中のマイクロプラスチックの移動性を緩和する上で重要な役割を果たしている。
• 流出は、汚泥で改良された土壌からのマイクロプラスチック輸送の主なメカニズムであり、植物被覆は重要な保護因子として機能する。