Macrolitter monitoring in terrestrial fields: from classification to source detection
本研究引入了一个用于监测陆地废弃物的标准化框架,并将其应用于比利时、荷兰和卢森堡的 240 个农田,揭示了高水平的塑料污染,并确定塑料薄膜和堆肥的使用是主要的污染源。
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几十年来,科学家们一直密切关注着冲刷到我们海滩上和漂浮在海洋中的垃圾。他们开发了详细的方法来统计每一个瓶子、袋子和碎片,利用这些计数来了解污染如何在水中移动以及其来源。这项工作至关重要,但也留下了一个巨大的盲点:陆地本身。虽然我们知道大部分海洋垃圾都源自地面,但我们从未有一种标准化的方式来测量散落在我们的田野和土壤中的垃圾。这个差距意义重大,因为土壤不仅仅是废物的被动接收者;它是一个生命系统,塑料可以在其中分解、与农作物混合,并最终进入我们的水循环或食物链。如果不知道土壤中究竟埋藏或散布了多少垃圾,我们就无法了解问题的严重程度,也无法知道如何解决它。
来自比利时、荷兰和卢森堡的一个研究小组致力于填补这一空白,他们创建了第一个用于统计农业土地上垃圾的实用系统。他们不仅寻找像塑料袋那样明显的、大型的物品,还统计了较小的碎片,为那些大于微塑料但小于标准垃圾碎片的残渣创建了一个新类别。为了测试他们的新方法,他们走遍了该地区 240 个不同的农田,收集了所有在土壤表面可见的物品。他们的目标有两个:一是证明一种标准化的土地垃圾计数方法是行之有效的,二是确定哪些耕作习惯正在向土壤中投放最多的塑料。
结果揭示了一个被人类废弃物覆盖的景观。平均而言,他们研究的每公顷农田都含有近 600 件垃圾。其中绝大多数是塑料。研究人员发现,土壤中不仅覆盖着大型塑料片,还有惊人数量的中型碎片,这是他们定义的一个类别,指大小介于指甲盖和硬币之间。这种区分至关重要,因为它表明塑料污染存在于广泛的尺寸范围内,填补了科学家已经研究的微小颗粒与肉眼可见的大型物品之间的空白。最常见的材料是塑料片和坚硬、无法辨认的塑料碎片,紧随其后的是一个研究团队不得不发明的新类别:水果标签。
对这些污染来源的调查直接指向了特定的农业实践。最强的联系在于使用塑料薄膜,农民用它来覆盖作物以保护作物并保持水分。使用这种薄膜的田地里的塑料垃圾明显比不使用的田地多。第二个最具影响力的因素是堆肥的应用。当农民在田间撒播堆肥时,土壤中发现的塑料量会剧增。这在处理中型碎片和水果标签时尤为明显。研究人员将这些标签追溯到堆肥堆,表明当人们在丢弃水果和蔬菜皮时仍带着标签,这些塑料就会进入堆肥,并随后作为肥料散布在田间。
其他做法也起到了一定作用,尽管程度没那么剧烈。粪肥的使用、灌溉系统,甚至农药的使用,都与农田中较高的塑料计数量相关。通常由塑料管制成的灌溉系统及其携带的水流,似乎将塑料分布到了土地上。农场的地理位置也很重要,但并非如人们预想的那样。虽然人们通常认为垃圾来自附近的城市或公路,但研究发现,在这一地区较为偏远的农村地区,距离城市或公路的距离并不能强烈预测田间的垃圾量。这表明塑料并非仅仅是从路边吹进来的,而是由农业活动本身产生或引入的。
为了理解这些数据,研究人员必须建立一套描述所见事物的全新语言。他们改编了现有的用于海洋垃圾的清单,但去除了海洋特有的项目,并增加了与陆地相关的类别,例如水果标签。他们还坚持按尺寸对垃圾进行分类,这是以往基于土地的研究中所缺失的一步。这种新系统使他们能够看到此前无法察觉的模式。例如,他们发现虽然塑料薄膜是大型塑料片的主要驱动因素,但堆肥是较小尺寸(即标签大小)碎片的首要来源。这种细致程度至关重要,因为它告诉我们确切应该在哪里集中精力减少污染。
研究结论指出,我们不能再忽视土地上的垃圾。通过使用这种新的、简单的计数方法,科学家和决策者现在可以追踪污染水平的变化,并观察他们的清理工作是否奏效。研究结果表明,为了保护我们的土壤,我们必须不仅限于阻止人们在地里乱扔垃圾。我们还必须改变处理农业废弃物的方式,确保像水果标签这样的物品在进入堆肥流之前被移除,并且我们必须找到更好的方式来管理和处置农业中使用的塑料薄膜。通往更清洁土壤的道路始于一次清晰的计数,而这项研究提供了第一份可靠的问题地图。
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