$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Karasal kaynaklardan yılda 4,8 ila 12,7 milyon metrik ton plastiğin okyanusa girdiği tahmin edilmektedir 1,2. Bu plastik parçacıklar, ultraviyole ışınlamaya, mekanik aşınmaya ve biyolojik bozunmaya yanıt olarak yavaş yavaş daha küçük parçalara ayrılır 3,4. Topraktaki çapı 5 mm'den küçük plastik parçacıkları olan mikroplastik (MP) kirliliği, özellikle toprak ve mahsul sağlığı üzerindeki potansiyel etkisi açısından giderek artan bir endişe kaynağı haline gelmektedir. Öncelikle plastik üretimindeki sürekli artış ve plastik atıkların uygun şekilde bertaraf edilmesiyle ilgili zorluklardan kaynaklanmaktadır 5,6.
Milletvekillerinin toprakta birikmesi çeşitli dış faktörlere bağlanabilir. Plastikültür uygulamalarının (örneğin, plastik malç filmleri, sulama boruları, sera filmleri ve ilgili altyapı) kullanımı (örneğin, plastik malç filmleri, sulama boruları, sera filmleri ve ilgili altyapı)7,8,9 ve organik değişikliklerin girdileri (arıtma çamuru uygulaması, tarımsal kompost ve organik gübre gibi) dahil olmak üzere topraklardaki potansiyel MP kaynakları karmaşıktır.10. Buna ek olarak, plastik çöpün uygun olmayan şekilde atılması11, sindirilmiş gıda atıklarının gıda plastik ambalaj kalıntısından12 ayrışması, kaplanmış gübrelerin kullanılması13, lastik lastiklerin aşınması ve yıpranması14 ve atmosferik birikim15 de topraktaki milletvekillerine katkıda bulunan bilinmektedir. Tarımsal plastiklerin, özellikle de plastik malç filmlerinin önde gelen üreticisi ve kullanıcısı olan Çin'in, yaklaşık 4231 adet kg-1 (kuru toprak)16 adet yoğun plastik malçlı tarımsal tarım arazilerinde ortalama milletvekili bolluğuna sahip olduğu tahmin edilmektedir16. 2018 yılında, 0-10 cm derinlikteki Çin tarım arazilerindeki milletvekili miktarları 4,9 × 106 ile 1,0 × 107 ton arasında değişmekte olup, tarımsal malç filmlerinin önemli bir katkısı olmuştur17. Avrupa ve Kuzey Amerika'daki tarım topraklarına yapılan çamur uygulamaları, yılda sırasıyla 63.000 ve 44.000 tondan fazla MP sağlayabilir18. Almanya'da yapılan bir araştırma, ekilebilir tarlalara yapılan kompost uygulamalarının aynı zamanda ekilebilir tarlalara yıllık plastik parçacıkların (>1 mm) girmesine yol açtığını gösterdi. Kompost uygulaması 35 milyar ila 2,2 trilyon plastik parçacığa yol açtı10. Atmosferik milletvekillerinin topraklara katkısı hala belirsizdir ve daha fazla nicelik ölçümü gerektirir15. Örneğin, atmosferik milletvekillerinin yıllık ortalama girdisinin Çin'de m-2 yıl-1 16 ×10 4 madde olduğu tahminedilmektedir. Topraktaki son derece geniş MP kaynakları yelpazesi birçok araştırmacının dikkatini çekmiştir, ancak örnekleme, ekstraksiyon ve analitik tespit yöntemlerinin çeşitliliği nedeniyle, çeşitli çalışmaların sonuçlarını entegre etmek ve karşılaştırmak zordur.
Milletvekillerinin çok çeşitli kaynaklardan birikmesi, küresel topraklar için potansiyel bir çevresel tehdit oluşturmaktadır16 ve bu da milletvekillerinin topraktaki çalışmalarına olan ihtiyacın açık olduğunu vurgulamaktadır. Bazı çalışmalar, MP'lerin tarım toprağı üzerindeki etkilerinin toprak özelliklerini değiştirmeyi, bitkilerin ve toprak organizmalarının büyümesini ve gelişmesini engellemeyi ve toprak mikrobiyal aktivitesini etkilemeyi içerdiğini göstermiştir19,20. Diğer çalışmalar, MP'lerin besin zinciri21 boyunca daha yüksek trofik seviyelerde organizmalarda birikebileceğini ve insan sağlığı için potansiyel bir tehlikeye yol açabileceğinibulmuştur 22. MP'lerin toprak çevresel etkilerini açıklığa kavuşturmak için, öncelikle bollukları, polimer tanımlamaları ve dağılım özellikleri dahil olmak üzere kontaminasyonlarının mevcut durumunu anlamak gerekir. Bu nedenle, toprak milletvekillerinin doğru bir şekilde tanımlanması ve tespiti büyük önem taşımaktadır.
Şu anda, giderek artan sayıda makale, toprakta milletvekillerinin küresel varlığını araştırmakta ve ekstraksiyon ve tespit yöntemlerinde önemli farklılıklar gözlemlenmektedir23. Numunelerin dikkatli bir şekilde toplanmasından sonra (MPS kontaminasyonunu en aza indirmek için), MPS analizi protokolü tipik olarak üç temel adımdan oluşur. İlk olarak, MPS parçacıklarını toprak matrisinden izole etmek için yoğunluk ayrımı yaygın olarak benimsenmiştir. Bu işlem genellikle damıtılmış (DI) su (1.0 g cm-3), sodyum klorür (NaCl, 1.2 g cm-3) veya çinko klorür (ZnCl2, 1.6 g cm-3) gibi reaktifleri kullanır. İkinci olarak, MP'lerin yüzeyinden organik safsızlıkları giderme yöntemleri, asidik ve alkali çözeltiler veya diğer oksitleyici maddelerle temizlemeyi ve enzimatik sindirimi içerir24. Organik maddenin toprak matrisinde sindirilmesi veya MPS partiküllerine yapışması yaygın olarak %30 hidrojen peroksit (H2O2), %65 nitrik asit (HNO3) veya %50 sodyum hidroksit (NaOH)25 kullanılarak gerçekleştirilir. Yoğunluk ayrımı ve organik madde sindirimini takiben, partikül sayısını belirlemek için MPS numunelerinin mikroskobik incelemesi gereklidir. Bu inceleme, Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Raman spektroskopisi veya diğer yakın kızılötesi spektroskopi teknikleri26 gibi teknikler aracılığıyla polimerlerin kimyasal bileşiminin analizi ile desteklenir.
Bununla birlikte, milletvekillerinin çıkarılması ve tespit edilmesi sürecindeki her adım, milletvekillerinin ortaya çıkmasının fazla tahmin edilmesi veya küçümsenmesi potansiyelini taşır. Örneğin, maliyet etkinliği ve tehlikeli özelliklerin olmaması nedeniyle yoğunluk ayrımı için bir reaktif olarak DI suyunun yaygın olarak kullanılmasına rağmen, daha yüksek yoğunluklu27 MPS partiküllerinin dışlanmasına yol açabilir. Tersine, yüksek yoğunluklu reaktiflerin yaygın olarak uygulanması, çevresel tehlikeler ve artan maliyetler nedeniyle sınırlı olabilir28. Ek olarak, organik sindirim için kullanılan bazı reaktifler, MPS partiküllerine29 zarar verme potansiyeline sahiptir. Ayrıca, optik, stereoskopik ve anatomik mikroskopi kullanılarak görsel sınıflandırmanın zorlukları da vardır26,30. MP parçacıklarının belirlenmesi, büyük ölçüde analistlerin uzmanlığına ve işleyişine ve ayrıca cihaz ayarlarına bağlıdır. Bu bulgular, çeşitli metodolojiler kullanılırken tutarlılık ve doğruluk elde etmenin zorluğunu vurgulamakta ve böylece sonuçların farklı çalışmalarda karşılaştırılmasını zorlaştırmaktadır.
Çalışmalar arasında verilerin güvenilirliğini ve karşılaştırılabilirliğini sağlamak için, toprakta MP'lerin çıkarılması ve tespiti için standart bir protokol oluşturmak zorunludur. Bu standardizasyon, yalnızca milletvekillerinin oluşum değerlendirmelerinin doğruluğunu artırmakla kalmayacak, aynı zamanda milletvekillerinin toprak ekosistemlerindeki çevresel etkilerinin daha kapsamlı ve birleşik bir şekilde anlaşılmasını da kolaylaştıracaktır. Ekstraksiyon ve tespit yöntemlerinin sınırlamalarını ele almak için, standartlaştırılmış yöntemler için seçilen reaktifler kolayca temin edilebilmeli, MPS partiküllerinin bütünlüğünü veya kimyasal bileşimini etkilememeli ve mümkün olan en düşük çevresel riski oluşturmalıdır. Ayrıca, standartlaştırılmış yöntemler hem MP'lerin geri kazanılmasında hem de toprak matrisinden organik maddenin uzaklaştırılmasında yüksek verimlilik göstermelidir.
Takip etmesi kolay bir protokol, farklı araştırma ortamlarında yaygın olarak benimsenmesi için hayati önem taşır. Hem MP'nin geri kazanım oranları hem de maliyet etkinliği göz önüne alındığında, doymuş NaCl, büyük ölçekli toprak numune yoğunluğu ayrımı için en uygun seçimdir. Organik maddenin sindirimi için NaOH kullanıldı, çünkü ön izolasyon deneyleri, 4 M NaOH çözeltisinin, MP'lere önemli bir zarar vermeden bitki kalıntıları gibi toprak numunesi safsızlıklarını etkili bir şekilde ayrıştırdığını göstermiştir. Genel olarak, bu deneysel yöntem, kolayca bulunabilen ve uygun maliyetli malzemeler kullanır, düşük operasyonel karmaşıklığa sahiptir ve güvenilir bir ekstraksiyon oranı sağlar.
Tarım alanlarında toplanan milletvekillerinin belirlenmesi için Çin Tarım Bilimleri Akademisi tarafından önerilen hızlı ve ekonomik ayırma metodolojisinin kullanılmasını öneriyoruz31. Aşağıdaki tüm adımlar için, kontaminasyonu en aza indirmek için kullanmadan önce tüm kapların, aletlerin ve cam eşyaların DI suyu ile temizlendiğinden emin olun. Ayrıca, toplama ve ekstraksiyon prosedürlerinin neden olduğu kontaminasyonu hesaba katmak için numunelerin yanında düzenli boşluklar çalıştırdığınızdan emin olun.