污水處理廠污水和污泥中微塑料的研究展望

＊朱 麒

（莆田中建建設發展有限公司 福建 351100）

污水主要來源于人們日常生活污水、工藝生產廢水等，致使污水中的微塑料含量越來越多，這里所說的微塑料是指通過不同途徑進入生態環境的塑料顆粒，其直徑小于5mm，可以懸浮于水體中或者沉積在水底，經相關研究表明，微塑料在海洋生態系統中大范圍存在，生物攝取后會產生較大的生理性傷害，同時微塑料本身會釋放大量的有害物質，直接對生態系統造成不良影響，給人們的生存環境埋下了偌大的安全隱患。為了減少微塑料的危害性，應加大污水處理力度，技術人員應加強污水處理技術的研究，從微塑料的組成、含量及工藝影響出發，全面分析污水處理廠的發展趨勢，為后續污水處理技術的研究提供有效參考依據。

1.微塑料的概述

（1）微塑料的組成。微塑料按照成分可分為高密度聚乙烯、聚苯乙烯、醋酸纖維素等，按照形狀可分為碎塊狀、纖維狀及薄膜狀等，現階段，對微塑料的含量沒有統一形式的表述，常用面積單位或體積樣品來表示微塑料的數量或含量，也可按照單位質量樣品中的微塑料含量來表示。現如今，微塑料已經廣泛存在于各類生態環境中，并且不同區域的微塑料含量的差異性較大，由于微塑料的表述單位沒有形成統一，各研究數據之間不能進行科學比對，因此，應加強對微塑料的科研力度，盡快將微塑料含量單位按照統一標準，便于對微塑料的進一步研究。

（2）微塑料的來源。微塑料主要分為兩大類，一是初生來源，另外是次生來源，前者主要指個人洗護用品中的微小球、洗衣液中的人造纖維絲，或者工業原料中的微塑料顆粒等，而微塑料顆粒在工廠附近的自然環境中較為常見，洗滌劑等在生活污水及工業污水中都能見到，通過河流等水體進入到自然環境中，然而距離塑料加工廠較遠的地方仍然會發現微塑料顆粒，充分說明微塑料顆粒具有一定的遷移能力；后者主要來源于風、水、光等環境壓力暴露下分解的碎片或者纖維，這些碎片的來源較廣，遍布工業原料、家具用品等，還可能來自降解的塑料顆粒。一些專家認為，微塑料的次生來源是海洋環境，但這一方面的研究較少，沒有得到明確界定，需不斷探索微塑料的轉移規劃及相應的形成機制。

（3）微塑料的潛在危害。第一，造成水生動物器官堵塞，影響生物身體機能，經研究可以得出，魚類、浮游動物等海洋生物會攝取微塑料，微塑料會給這些生物帶來嚴重的機械損傷，從而造成生物死亡或受傷，影響海洋生態系統的發展；第二，微塑料中含有大量的有害物質，通過微生物釋放出來進入生物體內，給生態發展帶來不良影響；第三，微塑料具有顆粒小、表面積大、疏水性強的特點，容易吸附有機污染物、致病微生物等，隨著微塑料的轉移，加大食物鏈的富集作用，給生物和人類造成嚴重損害。

（4）微塑料與人類活動的關系。自然環境中的微塑料與人口密度有著直接聯系，同時與人類活動密切相關，人口密度高的地區微塑料的含量會更高，由此可見，人力活動以及污水排放是形成微塑料組成和含量的重要因素，應根據各地區發展情況，采取有效的污水治理措施，降低微塑料的含量，減少微塑料對自然環境的影響。

2.污水處理廠中的微塑料研究

（1）污水微塑料的分類。到目前為止，污水處理廠中的微塑料類型已經高達三十幾種，主要包括聚乙烯、聚酯等，并且在化纖衣物和個人洗護用品中的含量較高，充分表明微塑料類型與我們日常生活有關，目前，對微塑料尺寸的分類方法分為兩種：①利用不同尺寸篩網來分離不同尺寸的微塑料，由于微塑料的形狀不規則，這一方法仍然缺乏確定性；②顯微鏡成像技術，同樣因為微塑料的形狀不規則，單純利用顯微鏡技術來劃分尺寸是不夠的。污水處理廠進水中，不同形狀的微塑料含量不同，利用篩網方法難以準確做出尺寸劃分。形狀是微塑料分類的又一重要指標，微塑料的形狀是直接影響污水處理效果的重要因素，還會給微塑料與其他生物之間的相互作用帶來一定的干擾和影響。按照形狀對微塑料進行分類，主要分為纖維狀、顆粒狀，顆粒微塑料可細致劃分為不規則形狀、球形珠粒及顆粒，纖維在污水微塑料中的比重較大，這與人們日常使用的洗衣廢液等化學纖維的排放有著直接關系，同時這些纖維含量也是影響污水處理效率的重要因素。

（2）污水微塑料的影響因素。自然環境中的微塑料已經得到廣泛關注，污水處理中的微塑料數量與排水管道系統構造有關，很可能決定于周圍環境的土地使用或運輸，比如，存在輪胎和制動器磨損釋放微塑料，由于微塑料與人類活動有著直接關系，如果居民居住密度高，相應的活動范圍也會較大，從而提高了污水中的微塑料含量。

（3）污水處理工藝的影響。一級污水處理可以去除污水中的大部分微塑料，這一等級的污水處理主要利用初級澄清器中的油脂或者表面階段將污水表面的微塑料進行去除，對微塑料的尺寸分布影響較大，對去除大尺寸的微塑料效果更加顯著；二級處理可以更深層次的去除污水中的微塑料，與一級處理相比，二級處理可以去除更多的碎片顆粒，但是片狀塑料密度降低，纖維塑料密度增加；初級處理可以去除將近72%-98%的微塑料，三級處理的去除率完全取決于處理技術，實際污水處理過程中應結合實際情況進行有效處理。污水處理中包括多個處理工藝，如物理處理工藝、化學處理工藝等等，為了保證污水處理效果，應結合微塑料的特性改變規律，以及與其他生物相互作用情況，進行更深入的研究。

3.污水處理廠污泥中的微塑料研究

目前有關污泥微塑料的研究較少，早在2005年已經有專家人士提出了將合成纖維視為污泥微塑料的評估指標，在污泥使用后五年甚至十五年后，在土壤成分中仍然可以檢測到微塑料，因此，應高度重視污泥中的微塑料纖維及相關顆粒，以減少微塑料纖維積累的潛在風險及隱患。

（1）污泥微塑料的分類。污泥中的微塑料主要產于微塑料的轉移和沉積，與污水微塑料成本相比，污泥微塑料的組成類型相近，其中白色微塑料的比重較大，黑色居于第二位，還存在紅色、橙色、綠色等不同顏色的微塑料，從形狀上主要劃分為纖維狀、桿狀、薄片狀等等，從化學組成上則分為聚乙烯、聚酯等等，利用紅外光譜檢測技術能夠得知微塑料中的部分類型，比如高密度PE、聚酯、PA等，這些微塑料類型與我們日常使用的塑料制品極為相近。

（2）污泥微塑料的影響因素。經過大量實踐研究表明，污泥中的微塑料呈現時空分布，與區域經濟發展程度、人口密集程度、氣溫條件以及降雨量等因素有著直接關系，另外，還與我國工業生產進水模式存在聯系，比如，生化處理工藝、廢水比例以及污泥脫水方式等等，都會影響微塑料的含量，同時也充分證明了，污水處理廠的污泥中含有大量的微塑料。

（3）污泥處理工藝的影響。污泥處理工藝可能會帶來兩個方面的影響，一是影響污泥中微塑料含量變化，進行污泥處理時候，聚合物的生物具有分解特性，經過工藝處理后，微塑料的含量明顯減少，還可以在沉積物微塑料表面存在PE降解細菌，微塑料出現斷鏈和養護，并且在二級處理階段，聚合物表面發生變化；二是影響微塑料的理化特性，經過污泥處理工藝的微塑料表面出現一定程度的磨損、侵蝕，極易破碎，這是因為微塑料的表面理性發生了變化，影響對金屬等物質的吸附潛力，同時對沉積物中的老化微塑料表面進行提取，也發現了相同的規律，但是吸附能力明顯強于新鮮的微塑料。

4.污水處理廠污水和污泥中微塑料的研究展望

污水處理廠的微塑料已經成為國際研究的重點課題，但是我國在這方面的研究較少，通過文章整體論述，筆者認為應加強以下這些方面的研究：

（1）強化我國污水處理中微塑料的基礎數據研究，由于不同區域的污水排放及組成成分存在很大的差異，相應的微塑料含量完全不同，應采取不同的污水處理工藝，確保達到較好的微塑料去除效果，通過深入剖析我國污水處理廠發展現狀，對微塑料的研究正在逐步深化，應加強對微塑料污染的源頭控制，以達到削減微塑料的目的，促進我國生態系統的可持續發展；

（2）污水污泥中的微塑料處理應逐漸規范化，目前所使用的微塑料處理技術，其應用效果仍然不夠理想，應加強對污水處理技術的研究，促使污水處理工藝不斷標準化，并且達到理想化效果。

5.結束語

綜上所述，在社會科技和經濟快速發展的推動下，水體污染問題越來越嚴重，如果對污水治理問題不夠重視，長期下去，勢必會影響自然環境及生態系統的發展，因此，應站在長遠發展的角度，對污水處理工藝進行更深入的研究，不斷提高污水處理技術水平，以便能夠更好的處理成分復雜的污水，改善人們的生存環境，為我國生態環保事業的發展奠定基礎。現階段，微塑料已經成為污水處理的關注焦點，由于微塑料的危害性較大，并且我國在這方面的研究較少，很多方面較為薄弱，為了提高污水中微塑料的處理成效，科研人員應綜合分析微塑料的影響范圍以產生原因，從根源上控制微塑料的產生，營造健康的生態環境，不斷提高污水處理廠的綜合效益，實現社會經濟與自然環境的協同發展。