近年来，微塑料作为一种新型的环境污染物，受到了国内外学者和社会各界人士的广泛关注[1]。微塑料一词最早在2004年由Thompson等[2]提出，是指<5 mm的塑料颗粒或碎片[3]。根据来源不同，可分为初级微塑料和次级微塑料，初级微塑料主要指未经降解过程的塑料颗粒，通常来源于工业原料或洗面奶、牙膏和沐浴露等日常用品；次级微塑料则是指大型塑料经太阳辐射、雨水侵蚀和生物降解等一系列过程逐渐分解形成的较小尺寸碎片或颗粒。微塑料具有粒径小、比表面积大、化学性质稳定、吸附能力较强和降解能力较弱等特点，广泛存在于河流[4]、湖泊[5]和海洋[6]等水生生态系统和土壤[7]等陆地生态系统中。虽然在海洋和淡水系统中对微塑料的产生和命运进行了深入的研究，但关于陆地生态系统中微塑料的研究知识仍然非常有限[8-10]。据估算，陆地中存在的微塑料丰度可能是海洋中的4倍～23倍，而且农田土壤中每年输入的微塑料也远远超过向全球海洋中的输入量[11]，因此土壤中微塑料的研究已成为近年来社会关注的热点话题。
农田土壤微塑料来源广泛，主要是农膜覆盖[12]、污泥的土地利用[13]、有机肥施用[14]、污水灌溉[15]以及大气沉降[16]等。设施农业作为现代农业发展的一种重要形式，通过集中土地、技术和资金等要素，形成了以劳动力密集、技术密集和资金密集为主要特征的集约型和高效型产业[17]。相较于传统农业，设施农业一般是棚膜和地膜同时使用，且具有高化学品投入，复种指数高以及高温等特点。设施农业的应用不但有效提高了农业生产的效率，而且节省了农业生产的时间和不必要的劳动成本。与此同时，也造成了大量的微塑料富集在农田土壤中。微塑料可能会直接或间接地影响蔬菜生长，通过阻断种子孔隙、限制水和养分的吸收，直接影响蔬菜的生长[18]；微塑料也会通过影响土壤物理和化学参数、土壤微生物和动物而间接影响蔬菜的生长[18-19]，进而通过食物链的传递影响人类健康。从近几年的相关研究来看，关于设施农业土壤微塑料的关注度越来越高，但覆膜年份久远的相关研究报道仍然较少。因此，我们应该更多地关注设施农业土壤中微塑料的污染特征，以及通过微塑料来源方面采取一定的措施减少微塑料的产生，从而促进设施农业的健康发展，生产更多纯天然、无污染的蔬菜。
北京市是我国的首都，当前正积极开展高效设施农业工作，与此同时微塑料大量产生并富集在设施农业土壤中，不仅危害蔬菜的健康生长，也使得北京市的食品质量安全得不到保障。另外，目前专门针对北京市设施农业土壤微塑料的污染特征及潜在来源的研究鲜有报道。基于此，本文以北京市3个不同年份的设施农业基地为研究对象，研究了微塑料的污染特征和潜在来源，从而更好地了解设施农业中微塑料的污染状况和来源途径，为我国设施农业土壤中微塑料的现状评估和治理保护提供基础科学依据。
1 材料与方法（Materials and methods）
1.1 研究区域概况及样品采集
北京市3个蔬菜大棚设施农业基地（大兴（DX）、延庆（YQ）、昌平（CP））分别建于2008年、2007年、1983年，如图1所示。在3个研究基地共选取12个农田土壤采样点，每个基地选取3个设施农业土壤和1个非设施农业土壤（空白对照）。在每个采样点处选取50 cm×50 cm的正方形样方，使用不锈钢铲子采集农田表面约0～5 cm深的土壤。初步将大型石头及树枝类等杂质挑拣后，样品储存在洁净的铝盒中，运回实验室于4 ℃下低温避光保存，直至分析。
图1 北京市设施农业土壤采样点分布示意图
Fig. 1 Distribution diagram of facility agriculture soil sampling points in Beijing
1.2 土壤样品分离提取
具体操作步骤如下[20-21]。（1）将采集回来的土壤放置在电热恒温鼓风干燥箱（天津市中环实验电炉有限公司，DH-101）中烘干，待干燥后，将土壤样品磨碎，过5 mm和2 mm的不锈钢筛，去除2个筛网上的小石头、树枝等杂质，然后使用铝箔纸包裹后放入自封袋中，待用。（2）配制ZnCl2溶液（分析纯，天津福晨化学试剂有限公司），并将ZnCl2溶液（ρ=1.6 g·cm-3）通过孔径5 μm的硝酸纤维素滤膜（Whatman，USA，AE 98）过滤。（3）从干燥过筛后的土壤样品中称取所需土壤，放入250 mL的三角瓶中，加入ZnCl2溶液至瓶颈处，置于智能磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司，YR-140BY）上持续搅拌30 min，静置24 h，然后使用分离提取装置鼓出上清液，重复此操作3次。（4）将鼓出的上清液用真空过滤装置进行过滤，滤膜采用孔径5 μm的硝酸纤维素滤膜。用超纯水多次反复冲洗烧杯、分离提取装置仪器和滤器内壁，冲洗液一并过滤。（5）将滤膜上的物质全部转移至200 mL玻璃烧杯中，加入100 mL 30% H2O2[22]（优级纯，国药集团化学试剂有限公司），用铝箔密封，在石墨电热板上消解3 d。将烧杯中的消解溶液再次真空抽滤，用超纯水反复冲洗烧杯，冲洗液一并过滤。完成过滤前多次反复使用超纯水冲洗滤器内壁，使目标物全部富集至滤膜上。用无齿不锈钢镊子将滤膜取下转移至60 mm洁净的玻璃培养皿中，室温干燥，待分析。
1.3 微塑料的定量及定性
用无齿不锈钢镊子和解剖针在体式显微镜（日本Olympus公司，SZ61）下挑拣，将挑出的可疑微塑料置于混合纤维素滤膜（Whatman，USA，WME WH GR ST ME25，0.45 μm）上，并做标记。按颜色和形状分类，记录在电子表格中。将样品单层平铺拍照（日本Olympus公司，SZ61），测量可疑微塑料的尺寸。采用显微红外光谱（μ-FTIR）的透射模式对粒径在0～500 μm的可疑微塑料进行测定；采用傅里叶衰减全反射（ATR-FTIR）对粒径在500～5 000 μm的颗粒进行聚合物成分的鉴定。傅里叶显微红外光谱仪（美国珀金埃尔默股份有限公司，Perkin Elmer，Spotlight 400）工作条件：采用透射/反射模式，MCT检测器，波数范围4 000～650 cm-1，分辨率4.00 cm-1，扫描次数16次。将图谱与购买的标准品谱库（萨特勒谱库）进行比对，规定匹配度达60%及以上，且匹配度最高的谱图对应的样品为微塑料，确定微塑料的化学组分。
1.4 质量控制和数据分析
实验过程采取充分预防措施避免样品污染的可能。所有采样仪器（不锈钢铲子、不锈钢网筛）在使用前均用蒸馏水冲洗干净，避免交叉污染土壤样品。所有玻璃器皿（玻璃烧杯、锥形烧瓶、培养皿和过滤装置等）在进行实验前均用蒸馏水冲洗干净，并放入恒温鼓风干燥箱（60 ℃）中干燥。实验过程穿棉质实验服、戴着口罩和手套（丁腈），玻璃器皿上覆盖铝箔以避免造成污染。
本实验结果采用“平均值±标准偏差”表示，设施农业土壤中微塑料丰度以“n·kg-1”（干质量）为单位，数据统计在Microsoft Excel 2016中完成，绘图采用Origin 2021软件进行。
2 结果（Results）
2.1 北京市设施农业土壤中微塑料的丰度特征
由图2可知，设施农业土壤中微塑料丰度介于（440±179.63）～（2 366.67±347.21） n·kg-1之间，整体的平均丰度为（1 405.19±584.30） n·kg-1。基地1、基地2和基地3的微塑料平均丰度分别为（1 322.22±353.64）、（1 126.67±636.94）和（1 766.67±527.57） n·kg-1。CK的微塑料丰度为（466.67±209.50）、（413.33±61.82）和（983.33±327.45） n·kg-1。即北京市设施农业土壤微塑料丰度明显高于非设施农业土壤，且基地3的微塑料丰度明显高于基地1、基地2，这可能与设施农业的种植年龄有关。基地2中SP2的微塑料丰度为（440±179.63） n·kg-1，较SP1和SP3明显过低。
2.2 北京市设施农业土壤中微塑料的形状、粒径、颜色及化学组分
2.2.1 北京市设施农业土壤中微塑料的形状特征
根据微塑料形状和特征的差异，将检测出的微塑料分为薄膜（film）、碎片（fragment）、纤维（fiber）、泡沫（foam）和颗粒（particle）5种[23]。北京市设施农业土壤的微塑料形状不同，大小不一，颜色各异，5种典型形状的微塑料样品在体式显微镜下的照片如图3所示。薄膜由塑料包装袋或农用塑料薄膜（地膜和棚膜）经过一定的物理化学作用破碎分解而来，质地较软而薄，边缘较不规则。碎片是大型塑料工业包装材料或塑料编织袋破碎后的一小部分，质地较硬且有一定厚度，边缘较规则。纤维类呈线状、条状或卷曲状，不易断裂。泡沫类通常指的是膨胀型聚苯乙烯，多为球状或柱状，表面似由许多空泡组成，且具有弹性。颗粒类指的是质地较硬的小圆球或椭圆球，形状较规则，颜色多为半透明或白色。由图4可知，整体上看，各形状的微塑料占比由高到低顺序依次为：碎片（53.82%）、薄膜（25.04%）、纤维（19.42%）、泡沫（0.89%）和颗粒（0.83%）。不同形状的微塑料在各基地点的检出情况有所差异。碎片类、薄膜类和纤维类的微塑料在各基地点土壤中均有检出，且3个基地总的占比均达到90%以上，其中基地2检出的碎片类微塑料是3个基地中最多的，在该基地的微塑料数量中占比为76.73%。
2.2.2 北京市设施农业土壤中微塑料的粒径分析
将所检出的微塑料粒径分为0～1、1～2、2～3、3～4和4～5 mm共5个等级。如图5所示，经分析统计，3个基地土壤样品中各粒径范围内的微塑料比例由高到低依次为：0～1 （47.52%）、1～2 （35.12%）、2～3 （11.58%）、3～4 （3.39%）和4～5 mm （2.39%）。不同粒径的微塑料在基地1、基地2和基地3的检出结果没有明显的差异，粒径分布主要集中在0～2 mm之间，比例均达到75%以上。
图2 北京市设施农业土壤样点中微塑料的丰度
注：SP表示设施农业土壤；CK表示非设施农业土壤。
Fig. 2 Abundance of microplastics in facility agriculture soil samples in Beijing
Note: SP indicates facility agriculture soil; CK indicates non facility agriculture soil.
图3 微塑料的显微镜图（放大倍数为20×）
注：（a）为薄膜；（b）、（c）为碎片；（d）为纤维；（e）为泡沫；（f）为颗粒。
Fig. 3 Microplastics under stereo microscope （magnification times 20×）
Note: （a） Film; （b） and （c） Fragment; （d） Fiber; （e） Foam; （f） Particle.
图4 北京市设施农业土壤中微塑料形状百分比
Fig. 4 Percentage of microplastic shape in facility agriculture soil in Beijing
将0～1 mm微塑料按照粒径进一步细分，0～250、250～500、500～750和750～1 000 μm的微塑料占比分别为3.19%、13.34%、18.11%和12.88%，可以看出微塑料粒径主要集中在250～1 000 μm，而0～250 μm的占比较少。
2.2.3 北京市设施农业土壤中微塑料的颜色特征
检测出的微塑料的颜色大致分为白色、黑色、黄色、蓝色、透明、红色、绿色、灰色和其他共9个类型。如图6所示，白色在所有微塑料中占比最大（24.57%），其次是透明（20.33%）、蓝色（19.61%）、黄色（11.45%）、绿色（8.54%）、黑色（8.17%）、灰色（4.28%）、红色（2.65%）和其他（0.41%）。不同颜色的微塑料在各基地的占比情况不同。基地1和基地3的微塑料颜色主要以白色、蓝色和透明为主，其中白色占比最大，分别为36.13%和21.88%。而基地2的微塑料颜色主要以黄色、黑色、透明和白色为主，其中黄色占比最大，为22.88%。基地2中SP1的黑色微塑料占比最大（58.82%），SP2的白色微塑料占比最大（45.45%），SP3的透明微塑料占比最大（39.11%）。
图5 北京市设施农业土壤中微塑料粒径百分比
Fig. 5 Percentage of microplastic particle size in facility agriculture soil in Beijing
图6 北京市设施农业土壤中微塑料颜色百分比
Fig. 6 Percentage of microplastic color in facility agriculture soil in Beijing
2.2.4 北京市设施农业土壤中微塑料的化学组分
对北京市3个基地设施农业的12个采样点的微塑料进行红外光谱检测，与标准品谱库进行搜索匹配，按匹配度为60%且匹配度最高，确定微塑料的组成成分。研究区域设施土壤样品中典型微塑料及对应标准品的红外光谱如图7所示。
由图8可知，不同聚合物类型的微塑料在微塑料总量中所占比例不同。北京市设施农业土壤中微塑料占比最大的是聚丙烯（PP，30.04%），其次是聚乙烯（PE，18.51%）、聚（乙烯：丙烯）（PE:PP，16.42%）、人造丝（RY，12.01%）、其他（5.17%）、聚（对苯二甲酸乙二醇酯）（PET，4.26%）、聚（1-十四烯）（PTDE，4.04%）、对苯二甲酸（聚酯）（TPA，3.97%）、聚苯乙烯（PS，3.06%）、聚（丙烯腈：丙烯酸）（PAN，2.02%）、聚（丙烯酸十八醇酯）（POA，0.5%）。各基地不同种类的微塑料所占比例也不同。基地1检测出的PE占比最大（21.43%），但与PP占比（21.01%）相差不大。基地2检测出的PTDE占比为16.37%，而基地1和基地3的占比不足1%。此外，为便于统计分析，将聚（丙烯酸正丁酯）、聚（乙烯：醋酸乙烯酯）、聚（2-癸炔）、聚（丙烯酰胺）、二十八烷、聚（1-十八烯）、聚（N-甲基丙烯酰胺）、聚（苯乙烯：丁二烯）等归于“其他”类型的聚合物中。
2.2.5 北京市设施农业土壤中不同粒径和形状微塑料的聚合物类型
由图9（a）可知，0～1 mm微塑料的主要成分为PP（34.28%）、PE:PP（20.34%）、PE（13.76%），1～2 mm微塑料的主要成分为PP（27.03%）、PE（20.28%）、RY（12.86%），2～3 mm微塑料的主要成分为PE（32.46%）、PP（21.02%）、RY（11.63%），3～4 mm微塑料的主要成分为PP（42.31%）、PE（28.21%），4～5 mm微塑料的主要成分为PE:PP（49.09%）。不同粒径范围内的聚合物类型占比差异性不是很大，主要是集中在PP、PE、PE:PP和RY这4种聚合物。
由图9（b）可知，薄膜类微塑料的主要成分为PE（37.73%）、PP（25.76%）和PE:PP（21.68%），碎片类微塑料的主要成分为PP（39.02%）、PE:PP（19.57%）和PE（16.26%），纤维类微塑料的主要成分为RY（46.42%），泡沫类微塑料的主要成分为PS（100%），颗粒类微塑料的主要成分为PP（31.58%）、PS（26.32%）和PET（26.32%）。
图7 典型微塑料的红外光谱图
注：PE表示聚乙烯；PP表示聚丙烯；PS表示聚苯乙烯；PET表示聚（对苯二甲酸乙二醇酯）；RY表示人造丝。
Fig. 7 Infrared spectra of typical microplastics
Note: PE indicates polyethylene; PP indicates polypropylene; PS indicates polystyrene; PET indicates poly（ethylene terephthalate）; RY indicates rayon.
图8 北京市设施农业土壤中聚合物类型百分比
Fig. 8 Percentage of polymer type in facility agriculture soil in Beijing
图9 北京市设施农业土壤中不同粒径（a）和形状（b）微塑料的聚合物类型
Fig. 9 Polymer types of microplastics with different particle sizes （a） and shapes （b） in facility agriculture soil in Beijing
3 讨论（Discussion）
3.1 北京市设施农业土壤中微塑料的丰度特征
由表1可知，不同区域设施农业土壤微塑料的丰度存在较大差异，且覆膜土壤微塑料丰度明显高于非覆膜土壤。中国部分省的郊区（包括河北、山东、陕西、湖北和吉林）覆膜土壤微塑料丰度为（5 386±835） n·kg-1 [24]。中国最大的蔬菜生产基地山东省寿光市覆膜土壤微塑料丰度为（1 443±977） n·kg-1 [25]。上海郊区覆膜土壤微塑料丰度为（62.50±12.97）～（78.00±12.91） n·kg-1 [26]。华东杭州湾沿海平原非覆膜土壤和覆膜土壤微塑料丰度分别为262.7 n·kg-1和571.2 n·kg-1 [27]。韩国农村非覆膜土壤微塑料丰度为（1 302±2 389） n·kg-1，覆膜土壤微塑料丰度为（1 880±1 563） n·kg-1 [28]。中国山东省寿光市非覆膜土壤和覆膜土壤微塑料丰度分别为380～1 093 n·kg-1和1 000～3 786 n·kg-1 [29]，江苏省徐州市非覆膜土壤和覆膜土壤微塑料丰度分别为390～1 000 n·kg-1和1 300～3 400 n·kg-1 [29]。与以上研究相比，北京市设施农业土壤微塑料丰度介于（440±179.63）～（2 366.67±347.21） n·kg-1之间，整体平均丰度为（1 405.19±584.30） n·kg-1，低于中国部分省的郊区（包括河北、山东、陕西、湖北和吉林）覆膜土壤[24]、中国最大的蔬菜生产基地山东省寿光市覆膜土壤[25]、韩国农村覆膜土壤[28]、中国山东省寿光市和江苏省徐州市覆膜土壤[29]，高于中国上海郊区覆膜土壤[26]、华东杭州湾沿海平原覆膜土壤[27]。总体上，北京市设施农业土壤微塑料的丰度处于中等水平。
从种植年龄上看，基地1、基地2和基地3分别是2008年、2007年和1983年开始实施设施农业生产方式进行蔬菜大棚种植，微塑料平均丰度分别为（1 322.22±353.64） 、（1 126.67±636.94）和（1 766.67±527.57） n·kg-1。基地3的种植年龄比基地1和基地2早将近25 a，而基地3的微塑料平均丰度也明显高于基地1和基地2的微塑料平均丰度，可推测出设施农业的种植年龄和设施农业土壤微塑料的污染水平具有一定的正相关性，种植年龄越长，设施农业土壤微塑料丰度越大。不同国家或地区，覆膜时间不同，设施农业土壤微塑料丰度也存在明显差异。韩国农村土壤覆膜时间超过10 a，微塑料丰度为（1 880±1 563） n·kg-1 [28]。山东省寿光市和江苏省徐州市土壤覆膜时间分别是近40 a和近20 a，微塑料丰度分别为1 000～3 786 n·kg-1和1 300～3 400 n·kg-1 [29]。西班牙穆尔西亚地区土壤覆膜至少10 a，微塑料丰度为（2 116±1 024） n·kg-1 [30]。新疆石河子耕地覆膜5、15和24 a，微塑料丰度分别为（80.3±49.3）、（308±138.1）和（1 075.6±346.8） n·kg-1 [12]。内蒙古河套灌区农田覆膜5、10和20 a，微塑料丰度分别为2 526.0、4 352.8和6 070.0 n·kg-1 [31]。
3.2 北京市设施农业土壤中微塑料的形貌、组成及潜在来源
北京市设施农业土壤中的微塑料形状以碎片为主，占比为53.82%。国内外已有的农田土壤微塑料的研究结果也存在差异，如中国最大的蔬菜生产基地山东省寿光市的农田土壤中微塑料形状以碎片为主[25]，中国上海郊区农田土壤[26]、滇池湖滨区域不同土地利用类型的设施农业农田土壤[32]以纤维为主，青藏高原农田和草原农田土壤以薄膜为主[33]，但是碎片、纤维、薄膜三者的占比均在80%以上。存在这种差异的主要原因可能是微塑料的来源不同。不同地区因饮食习惯、市场需求等因素，种植的蔬菜种类不同，导致设施农业所使用的覆膜种类、时间、厚度、面积以及其他技术手段等存在差异，进而造成微塑料来源上的差异，产生的微塑料形状占比有所区别。
表1 不同国家和地区设施农业土壤微塑料的覆膜时间和丰度特征
Table 1 The film covered time and abundance feature of facility agriculture soil microplastics in different countries and regions
采样点Sampling point土壤类型Soil type丰度/（n·kg-1）Abundance/（n·kg-1）参考文献Reference中国部分省的郊区农田（包括河北、山东、陕西、湖北、吉林）Part rural farmland in China （Including Hebei, Shandong, Shaanxi, Hubei, Jilin）覆膜土壤Film covered soil5 386±835[24]中国山东寿光市 Shouguang City, Shandong, China覆膜土壤 Film covered soil1 443±977[25]中国上海郊区 Shanghai suburb, China覆膜土壤 Film covered soil（62.50±12.97）～（78.00±12.91）[26]华东杭州湾沿海平原East China Hangzhou Bay coastal plain非覆膜土壤 Non film covered soil262.7覆膜土壤 Film covered soil571.2[27]韩国农村Rural area, Korea非覆膜土壤 Non film covered soil1 302±2 389覆膜土壤（超过10 a） Film covered soil （More than 10 a）1 880±1 563[28]中国山东寿光市Shouguang City, Shandong, China非覆膜土壤 Non film covered soil380～1 093覆膜土壤（近40 a） Film covered soil （Nearly 40 a）1 000～3 786[29]中国江苏徐州市Xuzhou City, Jiangsu, China非覆膜土壤 Non film covered soil390～1 000覆膜土壤（近20 a） Film covered soil （Nearly 20 a）1 300～3 400[29]西班牙穆尔西亚地区 Murcia, Spain覆膜土壤（至少10 a） Film covered soil （At least 10 a）2 116±1 024[30]中国新疆石河子Shihezi, Xinjiang, China覆膜土壤（5 a） Film covered soil （5 a）80.3±49.3覆膜土壤（15 a） Film covered soil （15 a）308±138.1覆膜土壤（24 a） Film covered soil （24 a）1 075.6±346.8[12]中国内蒙古河套灌区Hetao irrigation area, Inner Mongolia, China覆膜土壤（5 a） Film covered soil （5 a）2 526.0覆膜土壤（10 a） Film covered soil （10 a）4 352.8覆膜土壤（20 a） Film covered soil （20 a）6 070.0[31]
小尺寸微塑料在环境中分布更加广泛[34]。北京市设施农业土壤中微塑料的粒径越小，其所占比例越高。目前，大多数研究表明农田土壤中微塑料粒径以0～1 mm为主[24-25,35-36]。如中国郊区农田土壤微塑料粒径以<0.2 mm为主（54.29%），0～1 mm的微塑料占比超过80% [24]。中国最大的蔬菜生产基地山东寿光市农田土壤微塑料粒径以<0.5 mm为主（58.5%），0～1 mm的微塑料占比超过70% [25]。青藏高原农田土壤微塑料粒径占比最大为<50 μm（38.2%），0～1 mm的微塑料占比超过90%[32]。残余塑料可能会失去其完整性，经过一定的物理化学作用分解成不同尺寸的越来越小的塑料残留物。小粒径微塑料残留在设施土壤中不仅回收困难，大量富集还会破坏蔬菜的生长，从而通过食物链的传递影响人类的健康。因此未来我们对丰度较高、粒径更小的0～1 mm的微塑料应给予更高的关注。
基地1和基地3以白色占比最高（36.13%、21.88%），基地2以黄色占比最高（22.88%），但其SP1、SP2和SP3分别以黑色、白色和透明占比为最高。不同地区农田土壤微塑料颜色的研究结果也存在明显差异。如中国最大的蔬菜生产基地山东寿光市农田土壤以透明（27.1%）、白色（24.2%）为主[25]。上海郊区农田土壤黑色占比（46.30%）在浅土中最高，透明占比（39.39%）在深土中最高[26]。颜色分布的不同特征可能意味着微塑料的不同来源，主要可能与农用塑料薄膜的使用材质和农膜残留有关。
北京市设施农业土壤中检测出的微塑料主要以PP（30.04%）、PE（18.51%）和PE:PP（16.42%）为主。当前的报道中农田土壤微塑料的成分和占比各不相同。如上海郊区农田土壤主要以PP（50.51%）、PE（43.43%）为主[26]。华东杭州湾沿海平原农田土壤主要以PE、PE:PP为主（75%）[27]。我们在某些样品中检测到更多的PTDE，例如基地3的SP1、SP3，这表明土壤中的微塑料来源广泛。目前，农用塑料地膜残留物的化学成分主要是PE[37]，其次是PP，而绑绳和包装袋的成分主要是PP。结果显示设施农业土壤的PP比PE多，这表明绑绳和包装袋可能是土壤微塑料除了农用塑料薄膜的主要来源。
薄膜类和碎片类微塑料的主要成分是PP、PE和PE:PP，推测其来源主要是农用塑料薄膜、绑绳和农药化肥包装袋的破碎裂解。纤维类微塑料的主要成分是RY，推测其来源主要是农田灌溉的污水，通常是附近居民织物洗涤或者服装和纺织行业处理后的排放。泡沫类微塑料的主要成分是PS，推测其来源主要是聚苯乙烯泡沫塑料。
通过微塑料的形貌特征以及采样点周边环境现状的综合考虑，初步明确了北京市设施农业土壤中微塑料的主要来源：（1）农用塑料薄膜的使用。农用塑料薄膜主要包括地膜和棚膜，农膜回收技术落后，回收率不高，残留的农膜通过紫外线辐射、机械耕作等一系列过程[27]，逐渐分解和降解成微塑料富集在设施土壤中。（2）有机肥的长期施用。有机肥具有为植物提供养分、改善土壤结构和增加土壤肥力等优点，但有机肥中存在高浓度的微塑料。有机肥中微塑料的含量范围在14～895 n·kg-1 [14]，主要成分是苯乙烯基聚合物，粒径大部分在2～5 mm之间[38-39]。（3）农田灌溉。农田灌溉的常见水源是地表水、地下水和净化后的污水。水域中的微塑料几乎无处不在，它们通过灌溉的方式进入设施土壤中，部分留在土壤表层，另外一部分会随着灌溉水沿土壤孔隙向下迁移。（4）大气沉降。大气中微塑料的来源包括道路灰尘（如轮胎和油漆颗粒等）和合成纺织品中的纤维[40-41]。最新研究显示大气中微塑料沉降通量可达1.46×105 particles·m-2·a-1，其中95%以上为纤维状[42]。（5）绑绳和包装袋。由于集中回收困难，这些包装大部分在丢弃后仍留在设施土壤中。
综上所述，本研究表明：
（1）北京市设施农业土壤中微塑料丰度介于（440±179.63）～（2 366.67±347.21） n·kg-1之间，整体平均丰度为（1 405.19±584.30） n·kg-1。北京市设施农业土壤微塑料丰度明显高于非设施农业土壤，且设施农业土壤微塑料丰度与设施农业的种植年龄可能具有一定的正相关性，种植年龄越长，设施农业土壤微塑料丰度越大。
（2）北京市设施农业土壤中的微塑料形状以碎片为主（53.82%），粒径以0～1 mm为主（47.52%），颜色以白色、透明和蓝色为主（64.51%），聚合物类型以PP（30.04%）为主。薄膜类和碎片类微塑料的主要成分是PP、PE和PE:PP，纤维类微塑料的主要成分是RY。
（3）农用塑料薄膜的使用（地膜和棚膜）、有机肥的长期施用、农业灌溉、大气沉降、绑绳和包装袋等是北京市设施农业土壤微塑料的主要潜在来源。
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