饮用水中微纳塑料的“胶体泵效应”研究进展

微纳塑料是当今备受关注的新兴污染物,已被证实存在于饮用水流经的各个环节.饮用水中的微纳塑料比表面积大,能够吸附无机物、有机物和微生物,增加其对人体健康的风险危害.微纳塑料与典型污染物的吸附、团聚行为被称为"胶体泵效应".聚焦于饮用水中的微纳塑料,从微纳塑料的赋存情况、胶体泵效应、对人体的毒性作用和胶体泵效应对其去除影响这4个方面进行了总结和阐述.结果表明,微纳塑料广泛存在于水源水、出厂水、管网水和龙头水中,其胶体泵效应促进了与无机物、有机物和微生物的团聚,在加剧微纳塑料毒性的同时,也影响其去除效果.混凝沉淀对微纳塑料的去除效果存在争议,传统砂滤对其去除效果有限,深度处理是去除<5 μm微纳塑料的高效处理工艺.探明微纳塑料胶体泵效应的作用机制和引发条件可有效提高其去除率.最后,从饮用水处理工艺和胶体泵效应的角度,对饮用水中微纳塑料的控制进行了展望,以期为降低微纳塑料在饮用水中的赋存及毒性、保障饮用水质安全和人体健康提供借鉴和参考.     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

污水处理厂中微塑料的去除效能与全流程分析——以北京某下沉式三级污水处理厂为例

污水处理厂排放是微塑料进入自然环境的重要途径之一,本研究对北京某下沉式三级污水处理厂八个工艺单元中微塑料的赋存特征和去除效能进行全流程分析.研究表明该厂赋存微塑料主要形态为纤维,主要成分为聚丙烯、聚酯和聚乙烯,尺寸≤500μm的微塑料影响最为显著.该厂对微塑料的整体去除率为91.7%,主要依靠沉淀和截留过滤去除.双层平流沉淀池（二沉池）的去除效能最高,而生化处理单元没有明显去除效果.整体上,微塑料呈现从污水向污泥迁移的趋势.该厂最终出水中微塑料浓度为1.3n/L,成分为聚酯纤维,出水排放没有引起周边受纳水体中微塑料浓度升高,但干扰了下游地表水体中微塑料的成分,深度处理单元是降低受纳水体微塑料污染风险的重要保障.     

人体微塑料污染特征及健康风险研究进展

微塑料污染不仅是一个环境问题,更是一个社会问题.目前针对环境微塑料来源、丰度和分布,已开展了大量研究,但对人体微塑料暴露水平和潜在健康风险的认识仍非常有限.基于文献计量学方法,系统地梳理总结了当前人体微塑料的暴露途径,揭示了人体微塑料污染的赋存特征及潜在健康危害.结果表明,人体内微塑料主要以粒径小于50μm的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等人工合成聚合物为主.环境微塑料主要通过食物和呼吸途径进入人体,并在肺部和肠胃组织累积,其中小粒径微塑料可通过循环系统分布于各组织器官.基于实验的毒理学实验结果表明,微塑料不仅影响细胞膜完整性、免疫应激、肠道菌群和能量代谢,对生殖系统也具有潜在危害.为科学评估微塑料污染的健康风险,还需进一步加强微塑料毒理效应及其发生机制研究,构建微塑料健康风险评估框架,以科学依据支撑微塑料污染防治.     

南京城市典型水体中微塑料污染特征分析

为了解城市不同水体中微塑料污染的差异性,以南京市典型水体为研究对象,考察了微塑料的赋存水平、尺寸、颜色、形状和聚合物类型。结果表明:所有水样中均发现微塑料,其丰度范围是3 475±25～21 975±1 075 items/m3;较高的微塑料污染可能来源于污水处理厂尾水,三个饮用水源地微塑料污染相对较轻;绝大多数微塑料是纤维类;蓝色和透明是水体微塑料最为常见的颜色;粒径100～500μm和小于100μm的微塑料占比最高,分别达到64.71%和52.65%; PE和PP是最主要的微塑料聚合物。     

南京城市污水处理厂中微塑料的赋存特征

以南京市某污水处理厂及下游入江口作为研究对象,对其中微塑料的赋存特征进行研究.结果表明,污水处理厂进水中微塑料以尼龙材质为主（71.43%）,颜色以黑色为主（54.76%）,形状以纤维状为主（38.10%）,尺寸以50~500μm为主（69.05%）,丰度为4.2n/L（个/L）,二级处理后污水中微塑料丰度为1.6n/L,出水微塑料丰度为0.9n/L,污水处理厂处理工艺对微塑料的去除效率为78.57%.入江口处污染负荷指数为50.99,处于较低水平,由于污水处理厂出水持续排入,微塑料造成的生态风险仍不可忽视.本文研究结果为改进污水处理厂中微塑料去除工艺设计提供了基础数据.     

饮用水的微污染控制工艺及技术关键

目前,饮用水安全问题已经引起人们的高度重视,针对微污染去除的净水工艺也随之快速发展,其中,高分子膜材料技术作为一门高效、新型的关键分离技术,在水质处理、尤其是直饮水制备等领域中应用日益广泛。文章重点分析了微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜分离过程在饮用水微污染处理中的应用现状,研究了相关工艺中出现的膜污染问题及其控制方法。     

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.     

哈尔滨城市积雪中微塑料赋存特征及生态风险评估

现有研究已表明微塑料在积雪中广泛存在,而积雪融化后产生的融雪径流汇入地表水体,所携带的微塑料对生态环境会产生一系列潜在生态风险.城市积雪与人类活动关系更为紧密,为评估城市积雪中微塑料的生态风险,本文以我国东北城市哈尔滨市为研究区,对哈尔滨市6种不同下垫面30个采样点的表层积雪进行采集,通过立体显微镜以及傅里叶红外光谱仪分析,证实了积雪中存在较高含量的微塑料.对积雪中微塑料的赋存特征(丰度、分布特点、尺寸、颜色、形状、组成成分)的分析结果表明,哈尔滨市积雪中微塑料平均丰度为850 N·L^-1,且不同下垫面丰度分布差异大,与其他介质中微塑料丰度相比整体处于偏高状态.尺寸主要以10～100μm的小尺寸微塑料为主,建设用地微塑料尺寸稍大,以100～500μm的居多.大部分下垫面颜色以透明为主,但建设用地处彩色微塑料偏多.积雪中纤维状微塑料为明显优势类型,但农田处碎片状微塑料占比较大.各个下垫面主要的微塑料聚合物类型为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET(36%)、聚乙烯PE(25%)、聚丙烯PP(16%)、聚酰胺PA(13%)、聚苯乙烯PS(10%),PET与PE为优势类型.生态风...     

饮用水源中不同粒径颗粒物吸附抗生素特征研究

天然水体中存在大量的细小颗粒,它们往往与污染物相互作用并成为其载体,在饮用水传统处理工艺中亦不能被很好去除,进而随水厂出水进入人体,对人体健康造成潜在威胁.抗生素在饮用水源中的固、液相分配规律以及不同粒径颗粒对抗生素的吸附能力及影响因素亟待研究.实验利用微波萃取(MAE)和高效液相色谱与质谱联用(HPLC-MS/MS)的方法分别对颗粒物上吸附的抗生素进行了前处理和测定,进而分析了饮用水源颗粒物对4种典型抗生素的吸附特征.连续吸附平衡实验在360 min达到平衡,平衡时抗生素有32%~44%分布在颗粒上;除青霉素外,粒径0.05~1μm小颗粒的吸附量又占颗粒总吸附量的56%~70%.同时p H是影响饮用水源中颗粒吸附抗生素的重要因素,无论对于所有颗粒还是0.05~1μm的小颗粒,其吸附能力的最大值均出现在中性条件(p H=7)下.     

基于Meta分析的污水处理工艺对微塑料去除效果影响

污水处理厂(WWTPs)是微塑料“源-汇”过程的重要场所,污水处理工艺和微塑料特性对微塑料去除效果的影响有待深入探讨.综述了57篇文献中78个WWTPs的微塑料赋存特征,基于Meta分析探讨了不同污水处理工艺和微塑料赋存特征对其去除效果的影响.结果表明：(1)进水和出水中微塑料的丰度范围分别为1.56×10^-2～3.14×10⁴n·L^-1和1.70×10^-3～3.09×10² n·L^-1,污泥中的微塑料赋存丰度范围为1.80×10^-1～9.38×10³ n·g^-1;(2)以氧化沟、生物膜和传统活性污泥为核心工艺的WWTPs对微塑料的总去除率(>90%)优于序批式活性污泥、厌氧-缺氧-好氧和缺氧-好氧工艺;(3)一级处理对微塑料的去除率(62.87%)略高于二级处理(55.78%)和三级处理(58.45%),“格栅+沉砂池+初沉池”是一级处理中去除率最高的工艺组合,膜生物反应器在二级处理...     

微污染水源水作为饮用水处理技术设计研究

微污染水中的微污染物质给公众健康带来较大危害,而传统净水工艺又不能有效去除这些物质。随着经济发展和人们生活水平的提高,对饮用水的要求也越来越高。因此对净化工艺的发展提出了新的要求。本文主要针对微污染水源水的常规处理、生物预处理和深度处理工艺进行了一定组合设计分析。     

微塑料对短流程膜工艺中膜污染的影响

微塑料作为新型污染物越来越受到关注.随着微塑料在饮用水源地逐渐检出,亟需了解当前水处理工艺对其去除效能与机制.随着膜法饮用水处理技术的发展,短流程膜工艺以其占地面积小、去污效能高成为重要研究方向.因此,考察了微塑料对短流程膜工艺尤其膜污染的影响.结果表明,微塑料混凝前后,滤饼层始终是引起膜污染的关键诱因.超滤膜由于孔径小(d 0. 1μm),微塑料(d 5 mm)本身不会引起严重膜污染.然而,与铁盐混凝后,由于絮体的存在使得滤饼层相对疏松,但随着混凝剂投量增加,小粒径微塑料容易进入絮体形成的网络空间,形成致密滤饼层,严重加剧膜污染.pH 7. 0时0. 1 mmol·L~(-1)和0. 9 mmol·L~(-1)FeCl_3·6H_2O水解絮体导致的膜比通量分别为0. 82和0. 76.然而,0. 1 g小粒径微塑料(d 0. 5 mm)分别与0. 1 mmol·L~(-1)和0. 9 mmol·L~(-1)FeCl_3·6H_2O混凝后导致的膜比通量分别降低至0. 76和0. 62.此外,水环境中微塑料多呈负电.与碱性环境相比,氯化铁水解絮体在酸性环境中呈正电且粒径较小,微塑料容易被絮体吸附、捕获,进而形成相对致密滤饼层,引起严重膜污染.pH 6. 0和8. 0时,0. 1 g小粒径微塑料(d 0. 5 mm)与0. 3 mmol·L~(-1)FeCl_3·6H_2O混凝后膜比通量分别为0. 55和0. 79.     

有机物分子结构与味觉的关系研究

水是人们生活中不可或缺的重要物质,随着人民生活水平的不断提高,对饮用水水质的要求越来越高。而饮用水水源的污染却日益加重,给水处理工作带来了较大困难。饮用水的嗅和味源自水中某些物质,直接影响水的可饮性,产生嗅和味的某些合成化合物,有害人体健康。因此,如何有效地减少饮用水中的嗅和味,是水处理工作不可忽视的一个方面,而了解产生嗅味的物质组成及其产生的过程,对有效地去除和减少饮用水中的嗅味有很重要的指导意义,文章就二者的关系进行了初步的研究和探讨。     

废塑料再生过程废水中微塑料去除模拟试验

微塑料是一种存在于不同环境介质中的新兴污染物,主要来源于废弃塑料制品,其存在污染范围广、潜在环境污染大的问题.废塑料再生企业生产废水中微塑料浓度远高于其他类型废水,对其生产废水中的微塑料进行处理具有重要的环境意义.模拟废塑料再生过程的生产废水并进行微塑料去除的絮凝沉淀试验,研究絮凝剂投加量、pH、水力快速搅拌条件的单因素和正交试验对废水中微塑料去除率及其各因素作用的影响.结果表明:①当PAC (聚合氯化铝)投加量为10 mL,PAM (聚丙烯酰胺)投加量为7 mL,pH为9,水力快速搅拌条件为100 r/min下维持40 s再200 r/min下维持40 s时,微塑料的总去除率最高,达91%.②PAC投加量是影响微塑料去除效果的主要因素,其次是pH.③微塑料的去除率与其本身的密度有关,密度大的ABS (acrylonitrile butadiene styrene,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)去除率最高,密度小的PE (polyethylene,聚乙烯)去除率最低.④不同粒径区间的微塑料去除率区别较大,粒径小(0.1~0.25 mm)的微塑料去除效果最好.研究显示,通过控制PAC和PAM的投加量、pH和水力搅拌速率等条件,能够有效将废水中的微塑料通过絮凝沉淀的方法去除,从而达到净化含微塑料生产废水的目的.      

饮用水中暂硬对镭放射线核素迁移途径影响的初步探讨

饮用水中天然放射线核素镭对人体健康的危害极大 ,人们采取多种方法试图去除 ,饮用水暂时硬度受热沉淀对镭放射线核素的共沉作用对其迁移规律产生重大影响,提出利用水中共存暂硬 ,通过适当方法阻断镭放射线核素进入人体的通道 ,减轻其对人的危害.     

供水管网中微/纳米塑料的赋存及污染特性

微/纳米塑料具有分布广泛、粒径小、难降解、可吸附有毒物质等特性,其去除效果及对环境污染的现状尚不明晰,是当前研究热点和难点.本文从供水管网中微/纳米塑料的来源、分布规律及水质安全危害等角度,概述了全球范围内供水管网中微/纳米塑料的研究现状.结果表明,给水处理厂出厂水携带残留的微/纳米塑料颗粒进入供水管网,而塑料材质管道在水力、水质作用下(流速、机械磨损、消毒剂等)同样存在微/纳米塑料释放可能.微/纳米塑料自身的密度、电荷等固有特性影响了它在供水管网中的空间分布规律,且在饮用水输配过程中,微/纳米塑料可同有机物、微生物等物质反应,从而影响供水管网的水质安全.本文旨在提出未来的研究重点和方向,从而为进一步了解微/纳米塑料对饮用水安全的影响及如何控制其污染提供理论基础.     

宜昌市大气微塑料的分布、呼吸暴露及溯源

微塑料作为一种新兴环境污染物备受关注,但大气微塑料的来源和健康危害尚不明晰.为探究宜昌市不同功能区微塑料的分布特征和人体呼吸暴露风险,分析不同地区大气微塑料的可能来源,于2019年10～12月,采集和分析宜昌市16个观测点的大气微塑料样品,并利用HYSPLIT模型模拟大气后向轨迹.结果表明,宜昌市大气微塑料有纤维状、碎片状和薄膜状这3种形状;透明、红色、黑色、绿色、黄色和紫色这6种颜色;尺寸最小的为10.42μm,最大的为4 761.42μm;平均沉降通量为(4 400±474)n·(m²·d)^-1;种类有：聚酯纤维(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)、聚酰胺(PA)、橡胶(Rubber)、聚乙烯(PE)、醋酸纤维素(CA)和聚丙烯腈(PAN)这7种.各功能区沉降通量依次为：城市居民区>农业生产区>垃圾填埋场>化工园区>城镇居民区.人体呼吸暴露风险评估模型表明,城市居民区成人和儿童每天大气微塑料摄入量(EDI)高于城镇居民区.大气后向轨迹模拟表明,宜昌市各区县大气主要受周边地区影响,部分大气微塑料可能来...     

电絮凝-气浮法去除水中聚乙烯颗粒研究

近年来,在世界各地水体中不断发现微塑料,人们对其潜在环境、健康风险表示担忧.当前,对微塑料去除的方法也逐渐展开研究.该实验采用电絮凝-气浮法对水中粒径为60～100μm聚乙烯(PE)颗粒进行去除,分别考察了电极组合、电流强度、电解质浓度、溶液初始pH值对聚乙烯颗粒去除效果影响.结果 表明,以铝为阳极、铁为阴极的电极组合最优.较高的电解质浓度和碱性条件会降低聚乙烯颗粒的去除效果.以铝为阳极、铁为阴极,极板间距为1 cm,电流密度为4mA/cm2,电解质浓度为2.5 mmol/L,溶液初始pH值为7时,电解25 min后,聚乙烯颗粒的去除率为97.43％.