污水处理厂污水和污泥中微塑料的研究展望

＊朱 麒

（莆田中建建设发展有限公司 福建 351100）

污水主要来源于人们日常生活污水、工艺生产废水等，致使污水中的微塑料含量越来越多，这里所说的微塑料是指通过不同途径进入生态环境的塑料颗粒，其直径小于5mm，可以悬浮于水体中或者沉积在水底，经相关研究表明，微塑料在海洋生态系统中大范围存在，生物摄取后会产生较大的生理性伤害，同时微塑料本身会释放大量的有害物质，直接对生态系统造成不良影响，给人们的生存环境埋下了偌大的安全隐患。为了减少微塑料的危害性，应加大污水处理力度，技术人员应加强污水处理技术的研究，从微塑料的组成、含量及工艺影响出发，全面分析污水处理厂的发展趋势，为后续污水处理技术的研究提供有效参考依据。

1.微塑料的概述

（1）微塑料的组成。微塑料按照成分可分为高密度聚乙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素等，按照形状可分为碎块状、纤维状及薄膜状等，现阶段，对微塑料的含量没有统一形式的表述，常用面积单位或体积样品来表示微塑料的数量或含量，也可按照单位质量样品中的微塑料含量来表示。现如今，微塑料已经广泛存在于各类生态环境中，并且不同区域的微塑料含量的差异性较大，由于微塑料的表述单位没有形成统一，各研究数据之间不能进行科学比对，因此，应加强对微塑料的科研力度，尽快将微塑料含量单位按照统一标准，便于对微塑料的进一步研究。

（2）微塑料的来源。微塑料主要分为两大类，一是初生来源，另外是次生来源，前者主要指个人洗护用品中的微小球、洗衣液中的人造纤维丝，或者工业原料中的微塑料颗粒等，而微塑料颗粒在工厂附近的自然环境中较为常见，洗涤剂等在生活污水及工业污水中都能见到，通过河流等水体进入到自然环境中，然而距离塑料加工厂较远的地方仍然会发现微塑料颗粒，充分说明微塑料颗粒具有一定的迁移能力；后者主要来源于风、水、光等环境压力暴露下分解的碎片或者纤维，这些碎片的来源较广，遍布工业原料、家具用品等，还可能来自降解的塑料颗粒。一些专家认为，微塑料的次生来源是海洋环境，但这一方面的研究较少，没有得到明确界定，需不断探索微塑料的转移规划及相应的形成机制。

（3）微塑料的潜在危害。第一，造成水生动物器官堵塞，影响生物身体机能，经研究可以得出，鱼类、浮游动物等海洋生物会摄取微塑料，微塑料会给这些生物带来严重的机械损伤，从而造成生物死亡或受伤，影响海洋生态系统的发展；第二，微塑料中含有大量的有害物质，通过微生物释放出来进入生物体内，给生态发展带来不良影响；第三，微塑料具有颗粒小、表面积大、疏水性强的特点，容易吸附有机污染物、致病微生物等，随着微塑料的转移，加大食物链的富集作用，给生物和人类造成严重损害。

（4）微塑料与人类活动的关系。自然环境中的微塑料与人口密度有着直接联系，同时与人类活动密切相关，人口密度高的地区微塑料的含量会更高，由此可见，人力活动以及污水排放是形成微塑料组成和含量的重要因素，应根据各地区发展情况，采取有效的污水治理措施，降低微塑料的含量，减少微塑料对自然环境的影响。

2.污水处理厂中的微塑料研究

（1）污水微塑料的分类。到目前为止，污水处理厂中的微塑料类型已经高达三十几种，主要包括聚乙烯、聚酯等，并且在化纤衣物和个人洗护用品中的含量较高，充分表明微塑料类型与我们日常生活有关，目前，对微塑料尺寸的分类方法分为两种：①利用不同尺寸筛网来分离不同尺寸的微塑料，由于微塑料的形状不规则，这一方法仍然缺乏确定性；②显微镜成像技术，同样因为微塑料的形状不规则，单纯利用显微镜技术来划分尺寸是不够的。污水处理厂进水中，不同形状的微塑料含量不同，利用筛网方法难以准确做出尺寸划分。形状是微塑料分类的又一重要指标，微塑料的形状是直接影响污水处理效果的重要因素，还会给微塑料与其他生物之间的相互作用带来一定的干扰和影响。按照形状对微塑料进行分类，主要分为纤维状、颗粒状，颗粒微塑料可细致划分为不规则形状、球形珠粒及颗粒，纤维在污水微塑料中的比重较大，这与人们日常使用的洗衣废液等化学纤维的排放有着直接关系，同时这些纤维含量也是影响污水处理效率的重要因素。

（2）污水微塑料的影响因素。自然环境中的微塑料已经得到广泛关注，污水处理中的微塑料数量与排水管道系统构造有关，很可能决定于周围环境的土地使用或运输，比如，存在轮胎和制动器磨损释放微塑料，由于微塑料与人类活动有着直接关系，如果居民居住密度高，相应的活动范围也会较大，从而提高了污水中的微塑料含量。

（3）污水处理工艺的影响。一级污水处理可以去除污水中的大部分微塑料，这一等级的污水处理主要利用初级澄清器中的油脂或者表面阶段将污水表面的微塑料进行去除，对微塑料的尺寸分布影响较大，对去除大尺寸的微塑料效果更加显著；二级处理可以更深层次的去除污水中的微塑料，与一级处理相比，二级处理可以去除更多的碎片颗粒，但是片状塑料密度降低，纤维塑料密度增加；初级处理可以去除将近72%-98%的微塑料，三级处理的去除率完全取决于处理技术，实际污水处理过程中应结合实际情况进行有效处理。污水处理中包括多个处理工艺，如物理处理工艺、化学处理工艺等等，为了保证污水处理效果，应结合微塑料的特性改变规律，以及与其他生物相互作用情况，进行更深入的研究。

3.污水处理厂污泥中的微塑料研究

目前有关污泥微塑料的研究较少，早在2005年已经有专家人士提出了将合成纤维视为污泥微塑料的评估指标，在污泥使用后五年甚至十五年后，在土壤成分中仍然可以检测到微塑料，因此，应高度重视污泥中的微塑料纤维及相关颗粒，以减少微塑料纤维积累的潜在风险及隐患。

（1）污泥微塑料的分类。污泥中的微塑料主要产于微塑料的转移和沉积，与污水微塑料成本相比，污泥微塑料的组成类型相近，其中白色微塑料的比重较大，黑色居于第二位，还存在红色、橙色、绿色等不同颜色的微塑料，从形状上主要划分为纤维状、杆状、薄片状等等，从化学组成上则分为聚乙烯、聚酯等等，利用红外光谱检测技术能够得知微塑料中的部分类型，比如高密度PE、聚酯、PA等，这些微塑料类型与我们日常使用的塑料制品极为相近。

（2）污泥微塑料的影响因素。经过大量实践研究表明，污泥中的微塑料呈现时空分布，与区域经济发展程度、人口密集程度、气温条件以及降雨量等因素有着直接关系，另外，还与我国工业生产进水模式存在联系，比如，生化处理工艺、废水比例以及污泥脱水方式等等，都会影响微塑料的含量，同时也充分证明了，污水处理厂的污泥中含有大量的微塑料。

（3）污泥处理工艺的影响。污泥处理工艺可能会带来两个方面的影响，一是影响污泥中微塑料含量变化，进行污泥处理时候，聚合物的生物具有分解特性，经过工艺处理后，微塑料的含量明显减少，还可以在沉积物微塑料表面存在PE降解细菌，微塑料出现断链和养护，并且在二级处理阶段，聚合物表面发生变化；二是影响微塑料的理化特性，经过污泥处理工艺的微塑料表面出现一定程度的磨损、侵蚀，极易破碎，这是因为微塑料的表面理性发生了变化，影响对金属等物质的吸附潜力，同时对沉积物中的老化微塑料表面进行提取，也发现了相同的规律，但是吸附能力明显强于新鲜的微塑料。

4.污水处理厂污水和污泥中微塑料的研究展望

污水处理厂的微塑料已经成为国际研究的重点课题，但是我国在这方面的研究较少，通过文章整体论述，笔者认为应加强以下这些方面的研究：

（1）强化我国污水处理中微塑料的基础数据研究，由于不同区域的污水排放及组成成分存在很大的差异，相应的微塑料含量完全不同，应采取不同的污水处理工艺，确保达到较好的微塑料去除效果，通过深入剖析我国污水处理厂发展现状，对微塑料的研究正在逐步深化，应加强对微塑料污染的源头控制，以达到削减微塑料的目的，促进我国生态系统的可持续发展；

（2）污水污泥中的微塑料处理应逐渐规范化，目前所使用的微塑料处理技术，其应用效果仍然不够理想，应加强对污水处理技术的研究，促使污水处理工艺不断标准化，并且达到理想化效果。

5.结束语

综上所述，在社会科技和经济快速发展的推动下，水体污染问题越来越严重，如果对污水治理问题不够重视，长期下去，势必会影响自然环境及生态系统的发展，因此，应站在长远发展的角度，对污水处理工艺进行更深入的研究，不断提高污水处理技术水平，以便能够更好的处理成分复杂的污水，改善人们的生存环境，为我国生态环保事业的发展奠定基础。现阶段，微塑料已经成为污水处理的关注焦点，由于微塑料的危害性较大，并且我国在这方面的研究较少，很多方面较为薄弱，为了提高污水中微塑料的处理成效，科研人员应综合分析微塑料的影响范围以产生原因，从根源上控制微塑料的产生，营造健康的生态环境，不断提高污水处理厂的综合效益，实现社会经济与自然环境的协同发展。