微塑料在饮用水中的去除研究进展

一直以来,塑料制品因方便快捷在人们的生活中广泛使用。然而,随着在水环境中越来越多地检测到微塑料,人们开始对其越来越重视。特别是近年来,在饮用水中检测出微塑料,因其对人体健康有一定危害,如可能会作用于人体肠道部位而导致肠道发炎,引起人们的广泛关注。该文介绍了饮用水中微塑料的存在现状以及饮用水厂各工艺对微塑料的去除效率,分析了不同的水处理方法对微塑料去除的贡献,简述了饮用水处理对微塑料的去除效果。对饮用水处理方法及工艺研究发现,各方法对大于10μm的大尺寸微塑料有较好的去除效果,但不能完全去除小于10μm的小尺寸微塑料。因此,将来的研究应更多地放在对小尺寸微塑料的去除上。     

水中微/纳塑料电化学检测及去除的研究进展

微/纳塑料（M/NPs）因颗粒小、易吸附和迁移性强等特点,广泛地分散在土壤、大气与水环境中,近年来在各大水体中均有检出.M/NPs作为一类新兴污染物,其生理毒性对人类健康产生很大的影响.目前该研究领域遇到的瓶颈在于对M/NPs的精准检测和高效去除.电化学技术因其在M/NPs的检测上表现出简携、灵敏和低成本等优势,对M/NPs的去除具有环保绿色、反应可控和效率高等优点,展现出巨大的应用潜力.以M/NPs的污染现状为出发点,对电化学技术应用于水环境中M/NPs的检测和去除进行了阐述和总结,分析了M/NPs的电化学传感方法以及传感器识别M/NPs的原理和特点,讨论了电絮凝、电吸附、电氧化和电还原技术对水体中M/NPs的去除效果及影响因素.结果表明,基于电化学传感方法检测M/NPs颗粒表现出良好的表征性能,通过电化学技术（电絮凝、电吸附、电氧化和电还原）,M/NPs可被高效去除.电化学技术对M/NPs检测和去除的影响因素主要与传感器装置、电极材料、材料界面调控、参数条件和反应器体系有关.研究者未来应从传感器的设计、电极材料的开发和反应过程的优化这三方面聚焦,有望实现M/NPs从实验室的检测和去除转化到实际水体当中的应用.     

海洋塑料和微塑料管理立法研究

近年来,海洋微塑料污染问题已成为全球关注的热点。加强微塑料及其次生来源塑料垃圾的控制,是减少海洋微塑料污染的根本手段。为完善我国塑料和微塑料管理的立法工作,对国内外海洋塑料和微塑料管理立法的现状进行了调查研究。目前涉及塑料垃圾管理的立法较多,但针对性较弱;而关于微塑料管理的立法较少,且主要侧重于对化妆品中的塑料微珠的限制性规定。借鉴国际经验,建议我国在立法中尽快出台个人护理品中微塑料的限制性规定,在环境税中补充塑料垃圾税,完善塑料垃圾回收处理体系,完善海洋微塑料监测和评价体系,建立公众参与制度等。     

基于摩擦纳米发电机的微塑料实时检测实验研究

采用基于自供电的摩擦纳米发电机(TENG)技术,设计开发了一种利用间断液柱检测水样内微塑料颗粒尺寸和丰度的实时快速检测方法和装置,并通过实验测试完成了对微塑料的尺寸形貌表征和化学元素组成的实时高效检测.研究发现,去离子水中加入微塑料颗粒时,溶液中zeta电位降低,改变了管壁表面的极化电场方向;随着水溶液中微塑料颗粒直径或丰度的增加,开路电压呈现减小趋势,50μm时减小了43.1%,0.250%浓度时减小了79.6%;微塑料颗粒对自来水的开路电压影响显著,以10μm微塑料颗粒为例,开路电压减小了20%,证明了TENG技术对海洋微塑料检测的可行性.     

水中微塑料来源、生态毒理效应及处理技术研究进展

微塑料作为目前被广泛关注的新污染物之一,近年来在世界各地水环境中被频繁检出。微塑料不仅具有体积小、难降解、持久性等特点,而且可作为有毒金属、微生物、农药等污染物的载体,进一步增强它们的危害潜力。全面了解微塑料的来源和处理途径是确定微塑料污染控制关键问题以及实现对其有效管理的先决条件。回顾了国内外水环境中微塑料污染研究进展,梳理分析了水环境中微塑料的分类及来源,详细阐述了微塑料分离提取、定性定量检测方法,系统总结了微塑料对典型水生生物的单一影响以及微塑料与相关污染物对水生生物的复合影响;结合现有水污染控制技术,归纳了水中微塑料去除方法的优缺点,包括吸附、过滤、混凝沉淀、光催化、电絮凝、生物降解、膜生物反应器以及活性污泥法等技术。相关研究可为水环境中微塑料的去除与污染控制提供参考。

     

微塑料污染对淡水生态系统的影响及治理方法

本文研究了微塑料对环境水体的影响,并总结了对环境水体中微塑料含量的检测方法,分别对于两大淡水类别湖泊和河流的水体污染影响因素进行研究,同时检测方法列举了目视观察法、拉曼光谱法,并且对各方法的优缺点进行了阐述。其中目视法只能适用于检测尺寸大于几百微米的微塑料颗粒,易产生假阳性,拉曼光谱可对1～20μm尺寸的微塑料较好地检测分析,缺点是微塑料表面的各种附着物容易干扰测定,造成误差。     

化学预处理对微塑料Pb吸附潜力的影响及机理研究

污水和污泥是土壤等生态环境中微塑料的重要来源,受到人们的广泛关注.由于污水和污泥中含有大量的有机质,化学预处理通常被用于提高其中微塑料的提取及分析效率,然而至今关于化学预处理对微塑料的吸附潜力及表面理化特性的影响研究较少.本研究探讨了5种预处理条件,即1 mol·L~(-1) HCl、1 mol·L~(-1) HNO_3、30%H_2O_2、1 mol·L~(-1) NaOH和5 mol·L~(-1) NaOH,对6种微塑料类型(PA、PE、PP、PS、PET和PMMA)Pb吸附潜力的影响,同时通过微塑料表面理化特性的分析,探讨了预处理影响微塑料Pb吸附的机理.结果表明6种微塑料对Pb吸附等温式符合Langmuir模型,Pb吸附能力大小顺序分别为:PAPMMAPETPEPPPS,最大吸附量分别为2922.9、699.3、584.8、549.5、510.2和277.8μg·g~(-1).与此同时,不同预处理条件对微塑料Pb吸附特性的影响不同,总体而言,碱预处理会导致微塑料Pb吸附量增加,且随着碱处理浓度的增加而增加,而酸预处理会引起Pb吸附量减小,其中硝酸预处理作用更加显著.进一步分析预处理前后微塑料质量、尺寸、表面官能团及表面形态等的变化情况,发现碱预处理对微塑料的腐蚀作用最大,其次为硝酸预处理组,最后为盐酸和过氧化氢预处理组.此外,与玻璃型(如PS)微塑料相比,预处理对橡胶型微塑料(如PE)的影响更大.     

黄海桑沟湾潮滩塑料垃圾与微塑料组成和来源研究

海岸带潮滩中微塑料来源复杂,大块塑料在物理、化学、生物等作用下的破碎是潮滩微塑料的主要来源之一。本研究调查了黄海桑沟湾7个潮滩中不同尺寸塑料垃圾的组成、丰度以及微塑料的形状、颜色、成分等,并通过定性和定量的方式研究塑料垃圾破碎与微塑料的关系以识别微塑料来源。结果表明,聚苯乙烯泡沫在5 mm～2.5 cm、1～5 mm与<1 mm尺寸范围的样品中分别占85%、97%和82%;在>2.5 cm的塑料样品中,与养殖相关的塑料占76%;塑料垃圾和微塑料的总体丰度随着尺寸的减小而增加2～4个数量级。1～5 mm的微塑料丰度与5 mm～2.5 cm的塑料垃圾丰度具有显著相关性。通过对比不同尺寸塑料垃圾与微塑料的形态和成分特征,识别出潮滩中的微塑料主要是由聚苯乙烯泡沫、聚乙烯浮子、黄色海绵、纤维渔绳以及聚丙烯绳等破碎形成,表明养殖活动是桑沟湾潮滩塑料垃圾及微塑料的重要来源。未来需进一步探索微塑料来源的鉴别方法,寻找识别微塑料来源的新证据。     

环境微纳塑料的分析方法进展

为探究环境中微纳塑料的含量、归趋和生态风险,发展可靠的检测方法是重要前提.目前,对微纳塑料的分析方法多种多样,国内外已有多篇综述归纳了各方法的优缺点,甚至提出了"统一"或"标准化"的方法.然而,由于研究目标和技术方法本身的成熟度不同等原因,很难笼统地提出一套适用于所有监测或研究的方法.微纳塑料的研究是基于颗粒性和尺寸效应的研究,笔者将其划分为大粒级微塑料（0.02~5 mm）、小粒级微塑料（1~20 μm）和纳米塑料（1~1 000 nm）3个类别,分别概述各粒级的分析方法进展和技术目标等.对于大粒级微塑料,已形成相对成熟的检测方案,适合开展常规监测和大规模基线数据的调查,但方法多样化,数据的质量不统一导致可比性差,提高方法的可行性和统一性是努力重点;对于20 μm以下的小粒级微塑料,检测的准确度有待提高,发展可靠的定性及定量方法是当前的目标;对于1 000 nm以下的塑料颗粒和可溶性聚合物,发展尚不成熟,需要研究更有效的前处理和分析方法.今后,应针对不同粒级微纳塑料所面临的问题开展方法学研究,加强对微纳塑料环境行为等的基础研究,并逐步发展微纳塑料的预测模型,在可靠数据的基础上进行全面的生态风险评估.      

微塑料对水中铜离子和四环素的吸附行为

微塑料作为载体可与水中重金属、抗生素结合进而形成复合污染,这改变了污染物原有的环境行为与危害性.微塑料与重金属及抗生素间的作用途径与机制是评价其环境风险及毒理学机制的前提.目前有关微塑料与重金属及抗生素间的相互作用机制尚不清晰.以高密度聚乙烯(HDPE)和通用级聚苯乙烯(GPPS)颗粒作为代表,研究了微塑料在单一体系和复合体系中对Cu²⁺和四环素的吸附行为,并就相关机制进行了探讨.结果表明,单一体系中,GPPS和HDPE分别对TC和Cu²⁺表现出更大的平衡吸附量;复合体系中,GPPS对Cu²⁺和TC的平衡吸附量均大于HDPE,且2种微塑料的吸附能力均较单一体系有所提高.准二级动力学模型对微塑料吸附过程的描述更为合理,吸附过程可划分为表面吸附和孔内扩散2个阶段.Langmuir等温吸附模型较Freundlich等温吸附模型更符合实验情形.单一体系中,GPPS和HDPE对Cu²⁺和TC的饱和吸附量分别为0.178、 0.257、 0.334和0.194μmol·g^-1,而在复合体系...     

塑料微粒在淡水中的研究现状及发展趋势

塑料制品因其广泛的使用,其废弃物及残余物不可避免地进入到水环境中。塑料微粒因其特有的物理化学性质,在环境中难以降解,近年来,塑料微粒的污染备受关注。该文主要介绍塑料微粒在淡水中存在的现状及危害,叙述了塑料微粒携带水中的微量污染物质的特征,分析了塑料微粒对重金属、有机化合物和微生物在水中的迁移影响,总结了塑料微粒在饮用水中去除的研究现状,展望了塑料微粒在淡水中的未来研究方向,以期为有效地防范塑料微粒在水环境中的危害及减少对人体的影响提供支持。     

白洋淀上覆水及沉积物中微塑料赋存特征

为探究我国白洋淀淡水环境中微塑料的赋存特征,于2021年10月通过野外采样、实验室预处理、显微镜观察和激光红外光谱测定等方法鉴定了淀区10份上覆水及10份沉积物样品中微塑料的丰度分布、形状、粒径和聚合物类型,并通过Stokes沉降公式研究了微塑料在上覆水-沉积物界面的沉降规律,对其污染特征及潜在来源进行分析.结果表明,淀区上覆水及沉积物中微塑料丰度范围分别为474～19 382 n·m^-3和95.3～29 542.5 n·kg^-1,平均值为6 255.4 n·m^-3和11 088 n·kg^-1.上覆水中的微塑料主要聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯[PET,(17.20±0.26)%],沉积物中微塑料以氯化聚乙烯[CPE,(46.11±1.30)%]为主.淀区内微塑料的沉降速度从0.079 3～111.754 7 mm·s^-1不等,粒径大的颗粒沉降速度较高,易沉降并保留在沉积物中.研究区微塑料污染主要来源为洗涤废水产生的纺织纤维排放,船舶漆、船舶橡胶和建筑材料磨损等过程.     

微塑料对土壤水分入渗和蒸发的影响

为探究不同丰度（土壤干重的0.5%、1%、2%）和不同类型（PP、PVC、PE）微塑料对土壤水分入渗和蒸发的影响,采用室内土柱模拟的方法,阐明了不同丰度及不同类型微塑料对土壤水分累积入渗时间、土壤含水率、湿润锋和蒸发特性等的影响,其中A1,A2,A3、Q1,Q2,Q3和Z1,Z2,Z3分别代表PE、PVC和PP在0.5%、1%和2%丰度下的实验编号.结果表明,不同类型和不同丰度下的微塑料对土壤水分入渗和蒸发存在显著差异,同类型条件下随着微塑料丰度增大,累积入渗时间显著增加,而类型不同丰度相同微塑料赋存条件下,PP实验组累积入渗时间>PVC实验组累积入渗时间>PE实验组累积入渗时间>空白实验组累积入渗时间;赋存微塑料条件下土壤含水率最大值基本呈现于土层深度10~25 cm处,空白组CK出现在20~25 cm处;相同入渗时间内土壤湿润锋运移距离和湿润锋运移速率随微塑料丰度增加而减小,当入渗时间为60 min时,A1、A2、A3,Q1、Q2、Q3和Z1、Z2、Z3湿润锋运移距离较CK分别减少4.38%、8.76%、10.58%,7.30%、10.22%、14.60%和10.95%、13.14%、15.33%,其中PP微塑料的影响最为显著;微塑料赋存对土壤水分蒸发产生抑制作用,同类型微塑料下土壤的累积蒸发量随丰度的增加而减小,在蒸发27 h时,添加2%丰度下PP、PVC和PE微塑料的实验土柱累积蒸发量比CK分别减小22.9%、19.4%和13.3%,Rose蒸发模型更能较真实地反映微塑料赋存情况下土壤累积蒸发量随时间的变化情况.研究可为微塑料赋存条件下土壤水分运移的变化研究提供理论基础.     

北部湾海域表层水体中微塑料分布特征

为了研究北部湾海域表层水体中微塑料形态特性及分布特征,采用孔径为330 μm的Manta网对该区域表层水体12个站位微塑料样品进行采集,通过硫酸亚铁溶液和过氧化氢对海水中的干扰物质进行消解,并用滤膜进行微塑料分离,采用体式显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对微塑料的尺寸、形状、颜色和成分进行分析.结果表明:①北部湾海域表层水体中微塑料的平均丰度为（0.56±1.02）个/m3,与国内外其他海湾相比处于中等水平.②1~2 mm粒径范围内的微塑料数量最多,占全部微塑料数量的30.4%;主要形状为泡沫和薄膜,占比分别为62.7%和15.4%;颜色以白色和半透明为主,占比分别为68.8%和16.4%;微塑料主要成分为聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯,占比分别为59.8%、20.9%和17.6%.③受人类活动、河流输入、盛行风和海洋环流结构等因素的影响,北部湾海域表层水体中微塑料的空间分布呈现近岸高、远岸低的特征.④根据对微塑料的形状、成分特征的分析,推测北部湾海域表层水体中微塑料的主要来源是海水养殖和海洋渔业捕捞活动.研究显示,北部湾海域表层水体中微塑料污染呈现近岸高于远岸的特征,受海洋渔业活动影响显著,建议加强对北部湾海水养殖和海洋渔业捕捞活动的管控,预防和减少渔业塑料垃圾污染.      

巢湖水体中微塑料组成及分布特征

为研究淡水湖泊中微塑料的污染现状,以安徽省巢湖为例,在2020年11月对水体中微塑料丰度分布进行了系统的调查,并分析了巢湖微塑料的形状、粒径范围、颜色和聚合物类型. 结果表明:①巢湖水体中微塑料的丰度平均值为(1.30±0.68)个/L,其中东部湖区略低于其他区域. ②巢湖水体中微塑料的形状包括纤维状、碎片状、颗粒状、薄膜状和微珠状,其中纤维状(65.8%)是最常见的微塑料形状. ③巢湖水体中微塑料的颜色包括透明、黑色、白色和彩色,其中黑色和彩色占主要优势,分别占总数的44.33%和26.58%. ④巢湖水体中微塑料以小尺寸(粒径50 μm~2 mm)微塑料为主,占总数的88.65%. ⑤巢湖水体中微塑料聚合物类型包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE),其中PP(57.52%)和PET(21.17%)是主要的聚合物类型. 研究显示,巢湖水体中有微塑料的赋存,渔业活动和生活污水排放是其主要的污染来源,建议后续进一步追溯其污染源头,为巢湖微塑料的污染防治提供理论指导.      

武汉城市污水中微塑料的分离、鉴定及其微观特征分析

为研究武汉城市污水中微塑料的分布特点及其表面形貌特征,采用以连续浮选分离装置为基础进行改进设计的微塑料提取装置对污水中微塑料进行分离,通过用65%硝酸和30%过氧化氢混合液（体积比为1:3）对污水样品进行消解,并采用筛网（300、600、1 000目）（100目=0.147 mm）和滤膜（1 μm玻璃纤维滤膜和20 nm氧化铝滤膜）分离技术建立起对水体微塑料和纳米塑料的分离富集方法.通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜-X射能谱分析联用（SEM-EDS）等方法对所提取微塑料颗粒的组成成分、赋存特征、表面形貌特征进行分析.结果表明:①提取装置的平均回收率在92%以上.②污水中微塑料类型主要为碎片类、泡沫类、薄膜类和纤维类.③FTIR结果证实,该方法所提取的微塑料颗粒中有聚乙烯、聚丙烯等成分,且发现了羰基、聚酯类物质存在,说明提取到的微塑料中可能有可降解塑料颗粒.④SEM-EDS结果显示,各类微塑料表面粗糙、撕裂程度不同,存在不同程度的风化痕迹,并在其表面发现Si、Cu、O、Al、Na、Ca、Ba等元素的富集.研究显示:改进的微塑料分离方法能够实现对污水中微塑料的高效提取;同时,明确了武汉城市污水微塑料的表面形貌特征及赋存特征,为未来武汉城市污水中微塑料污染的针对性治理提供理论依据.      

地表水中阿特拉津检测方法的研究

利用固相萃取的方法对水样中的阿特拉津进行富集、洗脱和浓缩,得到了良好的分离效果、较宽的线性关系和较高的灵敏度,建立了水体中阿特拉津的高效液相色谱检测法。能达到地表水环境质量标准GB3838-2002中的要求。确定了固相萃取方法的相关条件,并在0.4 mg/L的阿特拉津标准样品下对色谱条件进行了优化,得出流动相配比在80～20,柱流速在0.45 mL/min,DAD检测波长为262 nm时,检测最佳。应用此检测条件得出标准曲线为y=0.229 6x+0.007 6,R2=0.999 3。用该方法实现了对地表水中阿特拉津的检测。     

Detection Method for Avian Influenza Viruses in Water

Recent events have shown that humans may become infected with some pathogenic avian influenza A viruses (AIV). Since soil and water, including lakes, rivers, and seashores, may be contaminated by AIV excreted by birds, effective methods are needed for monitoring water for emerging viruses. Combining water filtration with molecular methods such as PCR is a fast and effective way for detecting viruses. The objective of this study was to apply a convenient method for the detection of AIV in natural water samples. Distilled water and lake, river, and seawater were artificially contaminated with AIV (H5N3) and passed through a filter system. AIV was detected from filter membrane by real-time RT-PCR. The performance of Zetapor, SMWP, and Sartobind D5F membranes in recovering influenza viruses was first evaluated using contaminated distilled water. SWMP, which gave the highest virus recoveries, was then compared with a pre-filter combined GF/F filter membrane in a trial using natural water samples. In this study, the cellulose membrane SMWP was found to be practical for recovery of AIVs in water. Viral yields varied between 62.1 and 65.9% in distilled water and between 1 and 16.7% in natural water samples. The borosilicate glass membrane GF/F combined with pre-filter was also feasible in filtering natural water samples with viral yields from 1.98 to 7.33%. The methods described can be used for monitoring fresh and seawater samples for the presence of AIV and to determine the source of AIV transmission in an outbreak situation.     

电极法测定降水中的氟化物

电极法测定降水中的氟具有选择性好、灵敏度高、线性范围宽，降水中的浑浊和色度不影响测定的特点，测定范围为0.05-1900mg/L，应用文中所拟测定降水中氟化物，结果令人满意。     

快速测定水中大肠菌群的方法研究

水质常规监测中,大肠菌群的检测采用的是传统的多管发酵法,由于传统方法费时费力,在水样多及时间紧的情况下,越来越不能满足实际监测的需要,本研究工作旨在建立一种快速检测的新方法,即在初发酵管中加入一定浓度的革兰氏阳性菌抑菌剂和显色剂,直接依据产酸产气及溶液颜色的变化,推算出水样中大肠菌群的含量。通过大量对比实验,最终完成了革兰氏阳性菌抑菌剂种类、浓度和显色剂浓度的确定工作,并用所购菌种进行了对比实验,结果证明,该方法准确性较好,与传统的多管发酵法进行比对,两种方法所测结果经统计学检验无显著性差异。