厦门市筼筜污水处理厂中微塑料的特征研究

滨海城市污水处理厂作为微塑料进入海洋的途径之一,对其微塑料污染物特征展开研究,有助于认识和了解人类活动对海洋环境的影响,但目前国内对该问题的研究还相对较少。本研究以厦门筼筜污水处理厂为例,设计改进采样装置和实验方法,对其进出水以及污泥中的微塑料污染物特征进行研究。结果表明,该污水处理厂进水中微塑料浓度为1.703个/L,初级处理出水为1.090个/L,二级处理出水为0.324个/L,去除率分别为35.99%、80.97%。初级处理污泥微塑料浓度为2.14×103个/kg,二级处理污泥为6.62×103个/kg。该污水处理厂污水中微塑料形态以纤维（43.89%）为主,颗粒（32.85%）次之;颜色以白色（34.95%）为主,透明（22.74%）次之;主要成分以PP（21.17%）为主,PS（18.39%）次之。污泥中微塑料形态以碎片（68.9%）为主,颗粒（34.78%）次之;颜色以黄色（39.13%）为主,黑色（17.39%）和白色（13.04%）次之;主要成分以PP（34.78%）为主,PE（26.09%）次之。每日经过该污水厂排入厦门西海域的微塑料数量约为9.72×104个,数量巨大不容忽视。本研究结果表明污水处理厂在减少城市微塑料污染物进入海洋方面发挥了重要作用,但仍具有较大的提升空间。     

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.     

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.     

城市污水厂中汞的形态分布特征研究

为研究汞在城市污水和污泥中的赋存特征,以焦作市某污水处理厂10个月的进出水及压滤污泥为研究对象,测定了样品中总汞、甲基汞及其溶解态的含量。结果表明,污水厂沉砂池进水中,总汞(THg)、溶解态总汞(DHg)、甲基汞(Me Hg)以及溶解态甲基汞(DMe Hg)的含量分别为233~9 730、2.32~124、1.46~22.60、0.11~2.17 ng/L,进水中总汞主要以颗粒形态存在。消毒池出水中以上各形态汞的含量分别为1.78~43.30、0.35~8.03、0.13~1.11、0.02~0.18 ng/L,总汞和甲基汞含量均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中规定的总汞浓度(1 000 ng/L)和烷基汞的检出限(10 ng/L)。该污水处理厂对沉砂池进水中总汞和甲基汞的平均去除率为98.9%和93.5%,同时,溶解态总汞和溶解态甲基汞也得到很大程度的去除(65%和70.7%)。与沉砂池进水相比,消毒池出水中溶解态甲基汞占甲基汞的比率显著升高(11.63%升至46.28%)(P=0.003),溶解态总汞占总汞的比率也有显著升高(1.20%升至34.85%)(P=0.002)。压滤污泥中总汞及甲基汞的含量分别在2.02~6.88 mg/kg和3.76~10.40 ng/g之间,污泥中甲基汞占总汞的比例均不足1%。所有的污泥样品中总汞含量均未超过我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定的污泥农用时中性和碱性土壤的控制标准限值(15 mg/kg),但有20%的样品总汞含量高于该标准中的污泥农用酸性土壤的控制标准限值(5 mg/kg)。     

典型城市不同来源污水中MPs的分布特征差异

为了对比不同来源污水中微塑料的赋存分布及特征差异,文章选取哈尔滨市2个典型的城市污水处理厂为研究对象开展研究,结果表明：（1）工业废水和生活污水微塑料平均浓度的总去除率分别为86.73%和74.84%,可以看出工业废水的总去除率远远高于生活污水的去除率;（2）工业废水中微塑料的平均浓度为353.26个/L,生活污水中微塑料的平均浓度为290.87个/L,由此结果可得出工业废水进水中微塑料平均浓度含量比生活污水高（为1.21倍）;（3）生活污水和工业废水中微塑料的主要形态分别以微珠状（60.24%）和纤维状（48.26%）为主,工业废水和生活废水中微塑料类型均以聚丙烯、聚乙烯为主。该文初步对比了工业废水和生活污水中微塑料在浓度、颜色、形态和主要成分上的差异,为后续研究水环境中微塑料溯源问题奠定了基础。     

固定化甲烷八叠球菌(Methanosarcina)研究——厌氧颗粒污泥的形成

用实验室规模的UASB反应器处理豆制品废水培养厌氧颗粒污泥。通过对颗粒污泥形成过程中的产气率、进出水COD、水滞留期（HRT）、进出水挥发酸（乙酸、丙酸和丁酸）浓度、所产气体的甲烷含量等的变化分析和对颗粒污泥中优势产甲烷菌的扫描（SEM）和透射（TEM）电镜观察,阐明颗粒污泥的形成过程及特性。实验结果表明,消化器运转50d左右形成了颗粒污泥,厌氧颗粒污泥形成期间的平均产气率为5.3L/L·d,最高产气率达到了8.1L/L·d,进水和出水COD分别为3000～5500mg/L和800～3000mg/L,平均HRT为10.4h,平均出水乙酸、丙酸和丁酸浓度分别为264.1、519.8和104.6mg/L,所产气体的平均甲烷含量为60.6％,颗粒污泥为黑色,直径0.5～3.0mm不等,沉降速率为119.6m/h,其中的优势产甲烷菌为鬃毛甲烷菌（Methanosaeta）,而甲烷八叠球菌（Methanosarcina）存在甚少。     

辽河流域土壤中微(中)塑料的丰度、特征及潜在来源

以辽河流域为研究对象,基于密度浮选原理,结合体视显微镜及显微红外光谱（μ-FTIR）,对辽河流域土壤中微（中）塑料的形貌、丰度及分布特征进行了系统地研究,并合理推测了影响微（中）塑料分布的主要因素及潜在来源.结果表明,土壤微（中）塑料平均丰度为（145.83±211.46） n·kg^-1.微（中）塑料以碎片（46.00%）、<1000 μm （39.57%）、聚丙烯（PP）（41.71%）和白色（46.86%）为主.其中,聚乙烯（PE）主要形状是薄膜和碎片（96.91%）,PP主要形状是碎片（85.62%）,聚苯乙烯（PS）主要形状是泡沫,人造丝（Rayon）、聚酯纤维（PES）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）微（中）塑料以纤维状为主（>85%）.工业活动（快递公司、塑料厂、服装厂）、农业活动（地膜覆盖、污水灌溉、污泥堆肥）、人口密度和污水处理厂等都可能会导致土壤中微（中）塑料丰度的较高水平.污水排放及其灌溉、塑料制品（农药瓶、化肥包装袋、塑料农膜、编织袋等）和用于装饰、包装、运输的泡沫材料等是辽河流域土壤中微（中）塑料的潜在来源.     

城市污水水解-厌氧-微氧联合处理工艺

采用水解 -厌氧 -微氧联合处理工艺处理城市污水的研究结果表明 :在总 HRT不超过 8.5h(水解 2.5h、厌氧 4.0h、微氧2.0 h) ,平均温度为 19℃ ,进水COD浓度为300±50 mg/L时 ,总 COD和 SS的去除率分别可达75%和80%以上 .总出水COD、BOD、SS完全达到国家二级排放标准 .微氧单元对厌氧出水中残余有机物去除效果良好 ,HRT不超过 2h,DO控制在 0.2 mg/L～0.5mg/L左右 ,进水为150mg/L时 ,去除率可达 53%以上 .微氧污泥沉降性能良好 ,SVI=38.8ml/g.水解 -厌氧 -微氧工艺在突出低能耗的前提下 ,达到了较高的有机物去除率 ,与现有的城市污水处理工艺相比有一定的优越性 .     

壬基酚聚氧乙烯醚在污水处理过程中的迁移转化行为

用正相色谱－质谱联用法（NPLC－MS）分离分析高聚合度的NPnEO(n＞2）,用气相色谱－质谱联用方法（GC－MS）测定其中的NP,NP1EO和NP2EO浓度,对NPnEO在城市污水处理厂的迁移转化行为进行了研究。在污水处理厂的进水中,检测出NP和NPnEO(n=1-23）,总浓度为174nmol/L,其中NP2EO的浓度最高,为89．6nmol/L;其次分别为NP（42．2nmol/L）和NP1EO（12．2nmol/L）;出水中同样检测出NP和NPnEO(n=1-18),其中NP2EO的浓度最高,为37．2nmol/L;其次分别为NP（6．64nmol/L）和NP1EO（0．135nmol/L)。在城市污水处理过程中,NPnEO从高聚合度降妥成低聚合度,NP和NPnEO的总去降率为71％。另外,NP和NPnEO在污泥及污泥过滤水中的分配表明污泥对NPnEO有明显的吸附作用,并近似符合Dubinin-Astakhov等温吸附。     

城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸工程示范研究

鉴于污泥厌氧发酵产酸技术的生产规模性研究较少,为深入了解城镇剩余污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸（VFAs）工程的长期运行特征,基于0.3 t/d规模的生产线平台进行了为期240 d的稳定运行研究,考察了长期运行条件下的污泥预处理效果、产酸水平、VFAs回收和经济可行性.结果表明:污泥经热-混碱预处理后溶解性有机物浓度〔ρ（SCOD）,以溶解性COD计〕比原污泥提高了29倍,水解率达到56%.当ρ（TSS）（TSS为总悬浮固体）分别为30和70 g/L时,污泥预处理水解率分别为56%和59%;厌氧发酵产酸率〔以每g污泥有机物生产多少mg VFAs计,R_VFAs〕分别为277和256 mg/g;ρ（TVFAs）（TVFAs为总挥发性脂肪酸）最高可达9.1 g/L,其中乙酸占61.6%.采用聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）联合调理能够有效提高发酵污泥的脱水性能,与对照组相比,泥饼的含水率由84.8%降至64.0%,发酵液的回收率由33.7%升至75.7%.经济效益分析表明,设置处理规模为100 t/d时,运行成本为346.6元/t,收益为451.4元/t.研究显示,城镇污水厂剩余污泥厌氧发酵产酸生产线运行稳定,能够实现较好的有机物生物转化与资源化效果,经济可行,具有显著的应用前景.      

大型城市污水处理厂处理工艺对微塑料的去除

污水处理厂出水是自然水体中微塑料(MPs)的重要来源.本文以上海市两个大型污水处理厂(WWTP)为研究对象,分析了进水及各处理工艺出水中MPs的数浓度、形态变化及相应的去除率差异,计算了MPs在污水处理厂的归趋.结果表明,WWTP1和WWTP2进水中MPs数浓度分别为(226. 27±83. 00)个·L-1和(171. 89±62. 98)个·L-1; WWTP1对MPs的去除效率为63. 25%,略大于WWTP2的处理效率(59. 84%);两个污水处理厂一级处理工艺对MPs的去除率占整个处理工艺的70%～80%.从污水处理厂的处理工艺来看,一级处理工艺和二级处理工艺分别将污水中(48. 10%±1. 62%)和(12. 97%±0. 05%)的MPs转移到污泥中.从整体来看,污水处理厂中的最终有(38. 82%±1. 55%)的MPs随出水进入到自然水体,剩余(61. 18%±1. 55%)的MPs进入到污泥中.本研究表明,上海市污水处理厂对MPs的去除率较低,即使在处理后依旧有大量的MPs随出水进入到自然水体,仍会对生态系统造成巨大的风险.本研究提供了平原河网地区大型城市污水处理厂MPs去除及归趋的基础数据,可为进一步的MPs去除工艺设计提供参考.     

聚丙烯微塑料对污泥厌氧消化效能作用影响

以聚丙烯（PP）微塑料为研究对象,考察不同浓度PP微塑料对污泥厌氧消化产CH₄和产酸效能的作用影响,同时采用荧光定量PCR方法定量检测了乙酸激酶（AK）和mcrA基因在不同PP微塑料作用下的丰度变化.结果表明,PP微塑料对污泥厌氧消化产CH₄和产酸效能具有促进影响,CH₄和乙酸累计产量随PP微塑料投加量的增大而升高,当PP微塑料投加量为0.2g/g VSS时,CH₄和乙酸累计产量与空白对照相比分别提高148.2%和15.2%,达227.1mL/g VSS和1291.2mg/L.相应地,mcrA基因丰度随之提高98.2%,表明PP微塑料对产甲烷菌的生长和繁殖具有促进作用,进而强化污泥厌氧消化产CH₄效能.     

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.      

不同微生物处理工艺对全氟化合物的去除效果

以辽宁省4个采用不同微生物处理工艺的污水处理厂为研究对象,采用WAX固相萃取分离富集和高效液相-质谱联用(HPLC/MS/MS)方法测定了4个污水处理厂中13种PFCs(全氟化合物)〔9种PFCAs(全氟羧酸类化合物,C₄~C₁₂)和4种PFSAs(全氟磺酸类化合物,C₄、C₆、C₈、C₁₀)〕的质量浓度. 研究发现,9种PFCAs(C₄~C₁₂)(记为∑PFCAs)和2种PFSAs(C₄、C₈)(记为∑PFSAs)均有不同程度的检出,水体中各PFCs浓度水平与碳链长度呈显著负相关. 进水中ρ(∑PFCAs)和ρ(∑PFSAs)分别为81.5~135.9和3.7~4.6 ng/L,出水中ρ(∑PFCAs)和ρ(∑PFSAs)分别为47.4~63.3和2.8~3.7 ng/L. 进、出水受PFCAs尤其是短链PFCAs污染较为严重. 4个污水处理厂对PFCs的去除呈现相似的去除效果及规律,即PFCs的去除主要靠活性污泥的吸附作用,而与污水处理厂所采用的微生物处理工艺相关性不大.      

我国海洋塑料垃圾和微塑料排放现状及对策

当前海洋塑料和微塑料污染问题是全球研究热点,随着我国陆源垃圾减量化处置率和生活污水处理覆盖率的提高,重新核算我国海洋塑料垃圾和微塑料排放量尤为重要,基于文献已报道的关于海洋塑料垃圾和微塑料排放量估算的方法并结合相关统计数据对我国相应排放量进行了核算.结果表明:2016年我国向海洋中排放塑料垃圾124×104~331×104 t,略低于2010年的132×104~353×104 t;生活污水处理厂向环境中排放塑料微珠约109.95×1012粒（折合131.78 t）,远低于2014年报道的209.7×1012粒（折合306.9 t）.此外,2016年我国生活污水处理厂向环境中排放合成化学纤维类微塑料约1 296.95×1012个（折合648.48 t）,轮胎与地面摩擦产生合成橡胶轮胎粉尘约78.85×104 t;合成化纤类微塑料和合成橡胶轮胎粉尘等已成为陆源微塑料的重要来源.通过与发达国家和地区在海洋垃圾和微塑料污染、陆源垃圾处置、海洋垃圾污染应对等方面进行比较,未来我国应通过完善"限塑令"和生活垃圾分类体系、尽早实施"塑料微珠"限令、明晰生活污水处理厂微塑料排放状况等手段从源头控制排放,此外需有效控制塑料垃圾和微塑料的输送途径,制定和完善相关法律法规和监测标准,提升我国应对海洋塑料垃圾和微塑料污染的能力和国际影响力.      

NPnEO在中国北方四城市污水处理厂的污染研究

测定了中国北方4个城市污水处理厂进、出水中壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n为聚合度)及其代谢产物的浓度及分布,同时测定了其中2个污水处理厂污泥中上述物质的浓度和分布,初步探讨了NPnEO在城市污水处理过程中的迁移转化行为.结果表明:在4个城市污水处理厂的进、出水及其中2个厂的污泥中均检测到了浓度不等的NPnEO及其代谢产物;NPnEO在各城市污水处理厂都得到了一定程度的降解去除,去除率为23.38%～77.11%,平均为52.86%;NPnEO大分子组分降解成了小分子组分,但并未完全矿化;出水中以壬基酚(NP)、壬基酚一乙氧基醚(NP1EO)和壬基酚二乙氧基醚(NP2EO)小分子组分的浓度高.这些小分子产物都具有比母体化合物更高的毒性,并具有环境内分泌干扰性质,因此污水处理过程不但没有降低反而增加了生态风险,是环境中小分子NPnEO的主要来源;污泥对NPnEO,特别是小分子代谢产物有良好的吸附性能,其在污泥中的浓度水平较高,合理处置污泥避免二次污染值得进一步研究探讨.      

In vitro immunotoxicity of untreated and treated urban wastewaters using various treatment processes to rainbow trout leucocytes

Municipal effluents are known to impede the immune system of aquatic organisms. The purpose of this study was to examine the immunotoxicity of urban wastewaters before and after 6 treatment processes from 12 cities toward trout leucocytes. Freshly prepared trout leucocytes were exposed to increasing concentrations of solid phase (C18) extracts of wastewaters for 24 hr at 15℃. Immunocompetence was determined by following changes in leucocyte viability and the proportion of cells able to ingest at least one (immunoactivity) and at least three (immunoefficiency) fluorescent beads. The influents were treated by six different treatment strategies consisting of facultative aerated lagoons, activated sludge, biological aerated filter, biological nutrient removal, chemically-assisted physical treatment and trickling filter/solid contact. Water quality parameters of the wastewaters revealed that the plants effectively removed total suspended solids and reduced the chemical oxygen demand. The results revealed that the effluents' immunotoxic properties were generally more influenced by the properties of the untreated wastewaters than by the treatment processes. About half of the incoming influents decreased leucocyte viability while 4 treatment plants were able to reduce toxicity. The influents readily increased phagocytosis activity for 8/12 influents while it was decreased in 4/12 influents. This increase was abolished for 4/12 of the effluents using treatments involving biological and oxidative processes. In conclusion, municipal effluents have the potential to alter the immune system in fish and more research will be needed to improve the treatments of wastewaters to better protect the quality of the aquatic environment.     

乌梁素海水体微塑料空间分布规律及影响因素

为了研究乌梁素海水体中微塑料的分布规律,通过试验方法探究了湖泊不同点位处,不同密度、不同大小、不同形状的微塑料丰度,分析微塑料自身属性(密度、形状、尺寸)对其空间分布的影响.结果表明,密度范围为小于1.0g/cm³,1.0~1.2g/cm³和1.2~1.5g/cm³的微塑料在湖泊不同采样点处的丰度范围分别为(109.5±17.3)~(642±160) n/L,(160.5±57.3)~(588±104) n/L和(124.5±47.5)~(502.5±80.2) n/L;其中密度小于1.0g/cm³的微塑料在湖泊中丰度呈现出由北到南逐渐增多的趋势,密度为1.0~1.2g/cm³的微塑料丰度在湖泊中部多、南北部少,1.2~1.5g/cm³的微塑料呈现由北到南由多变少的趋势.尺寸为0.05~0.5mm,0.5~2mm和2~5mm的微塑料在湖泊中丰度范围分别为(70.5±8.8)~(805.5±154.7) n/L,(178.5±21.4)~(742.5±112.3) n/L和(0±0)~(217.5±22.8) n/L;尺寸在0.05~0.5mm的微塑料丰度呈现由北到南递增的趋势,尺寸为0.5~2mm和2~5mm的微塑料丰度呈现由北到南递减的趋势.形状为纤维状,碎片状、薄膜状和块状的微塑料在湖泊中丰度范围分别为(499.5±92.3)~(1126.5±228) n/L,(30±4.8)~(151.5±31.6) n/L,(4.5±0.8)~(229.5±61.6) n/L和(1.5±0.2)~(12±3.9) n/L;其中纤维状微塑料在各个采样点均占主导地位且分布均匀,碎片状、薄膜状和块状微塑料丰度较低,无明显规律.在拉曼光谱鉴定的所有微塑料中,聚丙烯(43%)是最常见的类型,其次是聚氯乙烯(18%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(18%)、聚乙烯(11.7%)和聚苯乙烯(9.3%).