Potential impacts of microplastic pollution on soil–water–plant dynamics
- A. Bakhshaee
- P. Babakhani
- M. M. Ashiq
- K. Bell
- M. Salehi
- F. Jazaei
Resumo
Este estudo foi projetado para avaliar o impacto potencial da poluição por microplásticos (MPs) na hidrologia do solo, especificamente na retenção e liberação de umidade. Para isso, MPs de polietileno de alta densidade (HDPE) de diferentes tamanhos (0,5–1, 1–3 e 3–5 mm) e formas (fibra, filme e fragmento) foram avaliados quanto aos seus efeitos na curva de retenção de água (CRA) de um solo franco-arenoso, escolhido por sua relevância agrícola e pela ampla presença ambiental do HDPE. Nove cenários de contaminação foram simulados com uma baixa taxa de poluição por MPs, de 0,01% m/m. Modelos de Van Genuchten foram usados para avaliar a água disponível para plantas (ADP), o ponto de murcha (PMP) e a capacidade de retenção de água (CC). Os resultados mostraram que os MPs estudados podem afetar significativamente a ADP e a PMP, principalmente alterando a WHC em vez do WP, e que esse efeito variou com a forma e o tamanho dos MPs. De acordo com os resultados, os MPs na forma de fragmento tiveram o maior impacto na CC do solo, aumentando-a em 36,3%, seguidos pelas fibras (19,8%) e filmes (15,7%). As partículas de MP aumentaram significativamente a CC, enquanto o PMP permaneceu relativamente inalterado. Observou-se uma tendência de que o impacto na CC aumentava com o tamanho das partículas de MP. Essas descobertas enfatizam a necessidade de gerenciar a poluição do solo por MPs para proteger o crescimento das plantas, a agricultura e a dinâmica da água.
Abstract
This study was designed to assess the potential impact of microplastic (MP) pollution on soil hydrology, specifically in retaining and releasing moisture. Herein, High-Density Polyethylene (HDPE) MP of different sizes (i.e., 0.5–1, 1–3, and 3–5 mm) and shapes (i.e., fiber, film, and fragment) were evaluated for their effects on water retention curve (WRC) of sandy loam soil, chosen for its agricultural relevance and widespread environmental presence of HDPE. Nine contamination scenarios were simulated with a low MP pollution rate, 0.01% w/w. Van Genuchten models were used to assess plant available water (PAW), wilting point (WP), and water holding capacity (WHC). Results showed that studied MP could significantly affect WRC and PAW mainly by changing WHC rather than WP and that this effect varied with MP shape and size. According to the results, fragment MP had the greatest impact on soil WHC by increasing 36.3%, followed by fibers and films by 19.8% and 15.7%. MP particles significantly increased WHC, while WP remained relatively unchanged. An observed trend indicated that the impact on WHC increased with the size of the MP particles. These findings emphasize the need to manage soil MP pollution to protect plant growth, agriculture, and water dynamics.
