CN113245363A - 一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法 - Google Patents

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周瑛
谢佳飞
林义妙
王克维
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    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，包括：向含有地膜源微塑料的土壤中喷洒丙硫菌唑溶液和/或腈菌唑溶液，进行所述地膜源微塑料的降解。本发明通过向土壤中添加丙硫菌唑和/或腈菌唑，显著促进土壤中地膜源微塑料的降解，操作简便，应用范围广。

Description

一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法
技术领域
本发明涉及微塑料降解技术领域，具体涉及一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法。
背景技术
近年来，关于环境中的微塑料污染的研究已成为人们关注的研究领域，并且对微塑料污染的研究也在不断增加。微塑料的潜在毒性可能源自添加剂从塑料中泄漏或者是有机污染物的浓缩和转移，据统计约80％的塑料海洋垃圾来自陆地，与水生环境中的塑料污染研究相比，土壤环境中的塑料污染还未引起重视。
可降解地膜的使用，在物理磨损、氧化、紫外线(UV)的影响下，会迅速碎裂成为微塑料。公开号为CN 110186863 A的专利说明书公开了一种对土壤中地膜源微塑料降解情况的检测方法。如果可以进一步提高可降解地膜的降解速率，则可有望缓解微塑料污染。
发明内容
针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，通过向含有地膜源微塑料的土壤中加入丙硫菌唑和/或腈菌唑，显著提高所述地膜源微塑料的降解速率，操作简便。
一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，包括：向含有地膜源微塑料的土壤中喷洒丙硫菌唑溶液和/或腈菌唑溶液，进行所述地膜源微塑料的降解。
所述地膜源微塑料在降解过程中，丙硫菌唑、腈菌唑会吸附在微塑料表面，从而促进微塑料降解。微塑料通常是混有添加剂的长聚合物链，当丙硫菌唑、腈菌唑与之接触时，会加速添加剂的释放，从而显著促进微塑料的降解。
在一优选例中，所述的促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，所述地膜源微塑料的组成成分包括聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)。
在一优选例中，所述的促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，所述地膜源微塑料的尺寸不大于2mm。
在一优选例中，所述的促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，所述土壤中地膜源微塑料的质量百分比为1％。
在一优选例中，所述的促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，所述丙硫菌唑溶液、腈菌唑溶液的浓度均为1g/L，用量为40μL/10g土壤。
在一优选例中，所述的促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，所述降解过程中，环境温度为24±1℃，按14小时光照-10小时黑暗进行循环，光照强度为4500lx。
在一优选例中，所述的促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，所述丙硫菌唑溶液、腈菌唑溶液中的溶剂均为乙腈。
作为一个总的发明构思，本发明还提供了丙硫菌唑和/或腈菌唑在促进土壤中地膜源微塑料降解中的应用。
本发明可采用基于SEM检测丙硫菌唑、腈菌唑对地膜源微塑料PBAT降解影响的方法，以生物可降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯地膜源微塑料为研究对象，模拟自然环境中丙硫菌唑、腈菌唑对其降解的影响，该方法包括以下步骤：
A：土壤中地膜源微塑料的分离提取：
原始土壤以及分别已经喷洒了丙硫菌唑和腈菌唑的实验土壤中，取待测土壤，干燥后用镊子取出均匀混在土壤中的降解后的微塑料碎片过筛，筛选出粒径≤0.2mm的微塑料碎片；
B：样品前处理：
收集到的微塑料用脱脂棉拭去大部分土壤颗粒后，先在无水乙醇中振荡三次，再用超纯水洗涤三次，二者操作去除表面黏附的土壤，并在室温下干燥，得到待测微塑料样品进行下一步观察和测定；
C：地膜源微塑料的样品分析：
取步骤B中所得待测样品，使用扫描电子显微镜(SEM)分析样品表面形态变化，对丙硫菌唑、腈菌唑对微塑料降解影响进行评价。
上述评价方法的优点在于：
a：上述评价方法提供了检测丙硫菌唑、腈菌唑对地膜源微塑料降解影响的有效方法。
b：上述评价方法操作直观，简便合理，是一个快速便捷的分析方法。
c：上述评价方法在不破坏微塑料结构的前提下可以直观看到丙硫菌唑、腈菌唑存在下地膜源微塑料降解变化。
d：上述评价所用仪器设备操作简单，且灵敏度高。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：本发明通过向土壤中添加丙硫菌唑和/或腈菌唑，显著促进土壤中地膜源微塑料的降解，操作简便，应用范围广。
附图说明
图1为实施例中原始微塑料片(左图)及其在自然情况下降解三周(中图)、六周(右图)后的SEM照片；
图2为实施例中原始微塑料片(左图)及其在存在丙硫菌唑情况下降解三周(中图)、六周(右图)后的SEM照片；
图3为实施例中原始塑料片(左图)及其在存在腈菌唑情况下降解三周(中图)、六周(右图)后的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
本发明采用基于SEM检测丙硫菌唑、腈菌唑对地膜源微塑料PBAT降解影响的方法，以生物可降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯地膜源微塑料为研究对象，模拟自然环境中丙硫菌唑、腈菌唑对其降解的影响，所述方法包括以下步骤：
A：土壤中地膜源微塑料的分离提取：
原始土壤以及分别已经喷洒了丙硫菌唑和腈菌唑的实验土壤中，取待测土壤，干燥后用镊子取出均匀混在土壤中的降解后的微塑料碎片过筛，筛选出粒径≤0.2mm的微塑料碎片；
B：样品前处理：
收集到的微塑料用脱脂棉拭去大部分土壤颗粒后，先在无水乙醇中振荡三次，再用超纯水洗涤三次，二者操作去除表面黏附的土壤，并在室温下干燥，得到待测微塑料样品进行下一步观察和测定；
其中，无水乙醇清洗的方法为：将微塑料置于无水乙醇中，超声2min，静置5min后取出微塑料，该过程重复三次。
C：地膜源微塑料的样品分析：
取步骤B中所得待测样品，使用扫描电子显微镜(SEM)分析样品表面形态变化，对丙硫菌唑、腈菌唑对微塑料降解影响进行评价。
上述评价方法的优点在于：
a：上述评价方法提供了检测丙硫菌唑、腈菌唑对地膜源微塑料降解影响的有效方法。
b：上述评价方法操作直观，简便合理，是一个快速便捷的分析方法。
c：上述评价方法在不破坏微塑料结构的前提下可以直观看到丙硫菌唑、腈菌唑存在下地膜源微塑料降解变化。
d：上述评价所用仪器设备操作简单，且灵敏度高。
具体降解操作如下：
(1)降解实验
10g土壤中PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)地膜源微塑料(≤2mm)的浓度为1wt％，使其均匀分散在土壤中，均匀喷洒上浓度为1g/L的丙硫菌唑乙腈溶液、腈菌唑乙腈溶液各40μL。在培养箱中24±1℃环境，4500lx照射下，每天按14小时:10小时的光照:黑暗进行循环，模拟环境中的降解情况。另外设置对照组，不喷洒丙硫菌唑乙腈溶液和腈菌唑乙腈溶液，其余均采用相同步骤条件。
实验中所用土壤均取自浙江省农业科学院。
(2)地膜源微塑料的分离提取
取10g降解后的土壤，干燥后用筛子筛选出粒径≤0.2mm的微塑料碎片，收集到的微塑料先用脱脂棉拭去大部分土壤颗粒，再在无水乙醇中振荡三次，用超纯水洗涤三次以去除表面黏附的土壤，并在室温下干燥，得到待测微塑料样品进行下一步观察和测定。
(3)土壤中微塑料样品分析
使用扫描电子显微镜分析在丙硫菌唑、腈菌唑影响下不同时间段样品表面形态变化，对丙硫菌唑、腈菌唑对微塑料降解影响进行评价。
实验结果：
如图1～3所示，相比于原始微塑料片，对照组，以及分别加了丙硫菌唑、腈菌唑的实验组降解三周后以及降解六周后的微塑料表面均出现了不规则的片状分层，并且有许多沟壑存在。从扫面电镜照片可以看出，相同降解时间下，加入丙硫菌唑、腈菌唑后，微塑料表面裂痕明显增加，并且丙硫菌唑对微塑料降解的促进作用大于腈菌唑。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种促进土壤中地膜源微塑料降解的方法，其特征在于，包括：向含有地膜源微塑料的土壤中喷洒丙硫菌唑溶液和/或腈菌唑溶液，进行所述地膜源微塑料的降解。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地膜源微塑料的组成成分包括聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地膜源微塑料的尺寸不大于2mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤中地膜源微塑料的质量百分比为1％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙硫菌唑溶液、腈菌唑溶液的浓度均为1g/L，用量为40μL/10g土壤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述降解过程中，环境温度为24±1℃，按14小时光照-10小时黑暗进行循环，光照强度为4500lx。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙硫菌唑溶液、腈菌唑溶液中的溶剂均为乙腈。
8.丙硫菌唑和/或腈菌唑在促进土壤中地膜源微塑料降解中的应用。
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