污水處理廠中微塑料的賦存、遷移及歸趨研究進(jìn)展

劉發(fā)欣 程 文 任杰輝

(西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院, 陜西 西安 710048)

近年來，微塑料[1]污染狀況日益嚴(yán)峻，在各種水環(huán)境和陸地都有發(fā)現(xiàn)，而且在飲用水、海鮮、食鹽等食品中也被廣泛檢出，甚至有研究在人類新生兒胎盤和嬰兒糞便中發(fā)現(xiàn)了微塑料[2]。進(jìn)入環(huán)境的微塑料會(huì)被動(dòng)植物攝食，進(jìn)而產(chǎn)生生態(tài)毒性和基因毒性[3]，并最終在食物鏈中積累，威脅人類健康[4]，因此，微塑料作為一種新型污染物受到越來越多的關(guān)注[5]。

污水處理廠被認(rèn)為是微塑料在人類環(huán)境和自然環(huán)境之間轉(zhuǎn)移的重要樞紐，是控制微塑料進(jìn)入地球物質(zhì)循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[6]1,[7]。污水處理廠被證明可以有效截留污水中大部分微塑料，但是仍有一部分微塑料通過污水處理廠出水進(jìn)入河流、湖泊等自然水體，且污泥因截留了大部分微塑料而成為微塑料進(jìn)入陸地環(huán)境的重要途徑[8]84,[9]。目前關(guān)于污水處理廠中微塑料的研究主要集中在單個(gè)污水處理廠中微塑料的類型、粒徑、濃度及去除率等方面[10]178-179,[11]，部分研究中污水處理廠對微塑料的去除率高達(dá)98%[12],[13]5804，而有些研究卻不到60%[14]8，去除率差距較大，但是原因不明晰。LIU等[15]6運(yùn)用薈萃分析得到不同處理技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)率(RR)值，通過比較RR值的大小來對比分析不同工藝對微塑料的去除率?？傮w而言，開展國內(nèi)外多個(gè)污水處理廠微塑料賦存和去除率對比分析及原因識(shí)別的綜合性研究較少。

本研究旨在通過分析國內(nèi)外多個(gè)污水處理廠污水和污泥中微塑料的來源、類型、豐度，比較不同工藝對微塑料的去除率，識(shí)別影響微塑料去除率的主要因素，探究微塑料在污水處理廠中的遷移和歸宿，為塑料制品的使用管控和污水處理廠中微塑料污染的去除提供理論支撐。

1 污水處理廠中微塑料的研究進(jìn)展

在Web of Science(WOS)檢索污水處理廠中關(guān)于微塑料的文章，日期涵蓋2011年1月至2021年4月，發(fā)現(xiàn)2013年開始陸續(xù)有專門針對污水處理廠中微塑料的研究，而且WOS檢索結(jié)果的柱狀圖顯示近3年該領(lǐng)域發(fā)文呈快速上升趨勢。VOSviewer聚類分析結(jié)果顯示：中國研究者近幾年在該領(lǐng)域發(fā)文較多；污水處理廠二級(jí)處理和三級(jí)處理及微塑料去除技術(shù)的分析較多；微塑料的影響、暴露及其與重金屬耦合等方面的研究日益受到關(guān)注；關(guān)鍵詞“纖維”“微珠”“洗衣”顯示出較高的出現(xiàn)頻率；地表水及土壤作為微塑料的最終受體在文獻(xiàn)中提及較多。

WU等[16]1-2對232篇文章進(jìn)行分析后認(rèn)為二級(jí)處理是污水處理過程中最有效的工藝階段；RUAN等[17]研究了二級(jí)處理和三級(jí)處理對微塑料去除率的影響，發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果差異較為顯著；LARES等[18]236發(fā)現(xiàn)采用膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝出水中微塑料含量顯著低于傳統(tǒng)活性污泥工藝出水中微塑料含量；而MASON等[19]則認(rèn)為三級(jí)過濾對微塑料的去除作用非常有限；還有研究認(rèn)為并不能確定高級(jí)水處理工藝比傳統(tǒng)水處理技術(shù)對微塑料具有更好的去除效果[20]。目前污水處理廠一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理微塑料去除率的研究結(jié)論差異較大，因此本研究將作進(jìn)一步探討分析。

2 污水處理廠中微塑料的類型、形態(tài)及豐度

本研究從WOS以及中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫中以關(guān)鍵詞“微塑料”和“污水處理廠”進(jìn)行檢索，通過閱讀摘要和正文內(nèi)容進(jìn)行了文獻(xiàn)篩選，篩選原則：取樣和測量方法描述準(zhǔn)確且數(shù)據(jù)信息較為完善，共計(jì)篩選出文獻(xiàn)中的39個(gè)污水處理廠，對其進(jìn)出水及污泥中微塑料種類、形態(tài)、豐度及不同處理工藝的去除率進(jìn)行綜合對比分析。

2.1 污水處理廠進(jìn)水中微塑料的類型

統(tǒng)計(jì)分析39個(gè)污水處理廠中占比第一的微塑料類型，包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、甲酸乙二醇酯(PET)、尼龍(PA)、聚醚砜樹脂(PES)、人造絲、醇酸樹脂，部分污水處理廠中占比第一的微塑料類型及占比見圖1。39個(gè)污水處理廠中PE、PP、PET占比第一的污水處理廠數(shù)量較多。對比國內(nèi)外污水處理廠中微塑料主要類型，國外污水處理廠中PE占比第一的數(shù)量最多，如文獻(xiàn)[18]報(bào)道在芬蘭某污水處理廠發(fā)現(xiàn)PE在纖維微塑料中的占比達(dá)到96.3%，在微塑料總量中的占比也達(dá)到了79.1%；這個(gè)結(jié)果與歐洲塑料制造商協(xié)會(huì)(PlasticEurope)微塑料消費(fèi)數(shù)據(jù)一致[28]，即2017年歐洲的塑料消費(fèi)中以PE為原材料生產(chǎn)的塑料制品最多，約占總塑料制品的29.8%，其次為PP(占19.3%)；近5年我國PE產(chǎn)能、產(chǎn)量、消費(fèi)量也持續(xù)增長[29]。而國內(nèi)污水處理廠中PET和PP占比第一的數(shù)量最多，和文獻(xiàn)[21]報(bào)道的上海兩個(gè)污水處理廠中PET的占比都在50%以上一致。分析認(rèn)為，PET廣泛用于制作衣料和容器(如飲料瓶)[30]，我國合成纖維產(chǎn)量上PET纖維占比超過90%[31]，而且有研究發(fā)現(xiàn)洗衣廢水中含有大量的微塑料PET，很有可能來源于居民的洗衣廢水[32]；此外，PP也廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品生產(chǎn)[33]。因此，未來PE、PET以及PP的使用和管控政策中應(yīng)考慮其使用后產(chǎn)生的微塑料對環(huán)境造成的影響和危害。

注: “中國上海1”和“中國上海2”為文獻(xiàn)[21]中的兩個(gè)污水處理廠，“中國上海3”為文獻(xiàn)[22]中的污水處理廠；“中國欽州1”和“中國欽州2”為文獻(xiàn)[23]中的兩個(gè)污水處理廠;“中國北京1”為文獻(xiàn)[10]中的污水處理廠，“中國北京2”為文獻(xiàn)[24]中的污水處理廠；“中國廈門1”為文獻(xiàn)[25]中的污水處理廠，“中國廈門2”為文獻(xiàn)[26]中的污水處理廠;“中國武漢1”為文獻(xiàn)[27]中的污水處理廠；“芬蘭米凱利1”為文獻(xiàn)[18]中的污水處理廠。

2.2 污水處理廠進(jìn)出水和污泥中微塑料主要形態(tài)

污水處理廠中微塑料的形態(tài)總共有9種[15]4，有研究證明微塑料的形態(tài)會(huì)影響其去除率[34]。39個(gè)污水處理廠中占比第一的微塑料形態(tài)包括纖維、碎片、薄膜、球形4種。對污水處理廠進(jìn)出水中占比第一的微塑料形狀進(jìn)行對比分析(見圖2)，發(fā)現(xiàn)國外至少一半的污水處理廠進(jìn)水或出水中微塑料以纖維為主，且數(shù)量占比全部超過40%，甚至有研究超過70%。國內(nèi)大部分污水處理廠進(jìn)水或出水也以纖維微塑料為主?？傮w來說，大部分污水處理廠出水微塑料以纖維為主，而且纖維微塑料在出水中的占比高于進(jìn)水，即纖維微塑料的去除率較低。文獻(xiàn)[36]也證實(shí)：纖維微塑料經(jīng)過高級(jí)處理后也沒有完全去除，且纖維微塑料在污水處理過程中較其他形態(tài)微塑料更難去除；文獻(xiàn)[37]研究證明污水處理廠的進(jìn)水和出水中的纖維微塑料與合成纖維洗滌產(chǎn)物相吻合，因此家庭洗衣被證明是纖維微塑料產(chǎn)生的一個(gè)重要源頭。

注：“1”代表進(jìn)水，“2”代表出水，“3”代表污泥?！绊n國M市”“韓國Y市”“韓國S市”分別為文獻(xiàn)[35]中位于這3個(gè)城市的污水處理廠。

污泥中微塑料的賦存形態(tài)以纖維為主(見圖2)，與歐洲多項(xiàng)研究結(jié)果一致[18]242,[38]814,[39]。MURPHY等[13]5804發(fā)現(xiàn)污泥中檢測到的微塑料尺寸大于其污水中的尺寸，說明污水中去除的部分較大尺寸微塑料被截留在了污泥中；而LEE等[35]4發(fā)現(xiàn)韓國3個(gè)污水處理廠污泥中微塑料的主要賦存形態(tài)為碎片，同時(shí)發(fā)現(xiàn)長于300 μm的纖維微塑料也可以通過106 μm的篩子，因此纖維微塑料的數(shù)量可能被大大低估。總體而言，大多數(shù)污水處理廠污泥中微塑料形態(tài)仍然以纖維為主，部分以碎片為主，基本與其進(jìn)水中微塑料形態(tài)保持一致。

2.3 污水處理廠進(jìn)出水和污泥中微塑料的豐度

2.3.1 進(jìn)水和出水中微塑料豐度

39個(gè)污水處理廠進(jìn)水中微塑料的豐度最高可達(dá)到290.87個(gè)/L(見表1)，而其他研究中的均值可達(dá)567.80個(gè)/L[49]，甚至達(dá)到7 216個(gè)/L[50]；中國哈爾濱3個(gè)污水處理廠、上海3個(gè)污水處理廠以及西班牙馬德里某個(gè)污水處理廠進(jìn)水中微塑料的豐度偏高，超過了100個(gè)/L；中國污水處理廠進(jìn)水中微塑料豐度總體較其他國家偏高。文獻(xiàn)[26]發(fā)現(xiàn)廈門污水處理廠進(jìn)水微塑料豐度與該污水處理廠服務(wù)區(qū)域內(nèi)塑料工廠的數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系；文獻(xiàn)[13]、[18]、[49]發(fā)現(xiàn)污水處理廠中賦存的微塑料豐度與季節(jié)和降雨有一定關(guān)系；有研究還發(fā)現(xiàn)污水處理廠中賦存的微塑料豐度與周圍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定關(guān)系；綜合來講，污水處理廠進(jìn)水中微塑料的豐度受很多因素影響，包括污水處理廠服務(wù)區(qū)域人口密度[42]3968、匯入的工業(yè)污水性質(zhì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況、降雨等[8]81。

污水處理廠可以有效地去除城市污水中的微塑料，39個(gè)污水處理廠出水中微塑料豐度已顯著降低，最低只有0.005個(gè)/L；國內(nèi)污水處理廠出水中微塑料豐度總體高于國外污水處理廠。根據(jù)本研究國內(nèi)出水微塑料豐度均值(19.69個(gè)/L)，按照中國污水處理廠2019年每天污水處理量1.44億m3，可以估算得出：中國污水處理廠每天將有2.84×1012個(gè)微塑料排放到自然水體，高于文獻(xiàn)[15]的估計(jì)結(jié)果。文獻(xiàn)[19]通過對美國17個(gè)污水處理廠90個(gè)樣品的分析，估計(jì)得出美國所有污水處理廠每天約有3.0×109～2.3×1010個(gè)微塑料排放到水環(huán)境，預(yù)計(jì)中國污水處理廠微塑料排放量超過了美國。因此，雖然污水處理廠出水中微塑料的豐度相對較低，但由于污水處理廠污水處理和排放量較大，仍有大量的微塑料伴隨著污水處理廠出水進(jìn)入自然水體。

2.3.2 污泥中微塑料豐度

污水處理雖然可以去除污水中大部分的微塑料，但這些去除的微塑料會(huì)積累在污泥中。多項(xiàng)研究表明，污水處理過程中超過90%的微塑料都會(huì)從水體中去除而保留在污泥中，致使每千克污泥中的微塑料豐度高達(dá)上萬個(gè)[38]814,[51]。

比較國內(nèi)外污水處理廠污泥中微塑料豐度(見表1)，總體上中國污水處理廠污泥中微塑料的豐度低于歐洲國家，廣西欽州兩個(gè)污水處理廠污泥中微塑料豐度(以干污泥計(jì))都在1×103個(gè)/kg以下，LIU等[27]181研究的武漢污水處理廠污泥中微塑料豐度最高，達(dá)到了2.403×105個(gè)/kg；本研究統(tǒng)計(jì)的中國污水處理廠污泥中微塑料的豐度為1.8×102～2.403×105個(gè)/kg，均值為3.74×104個(gè)/kg，結(jié)合全國污泥產(chǎn)量粗略估算我國每年通過污泥進(jìn)入環(huán)境中的微塑料將高達(dá)2.99×1014個(gè)，這與文獻(xiàn)[8]的研究結(jié)果基本一致。因此，污泥成為微塑料在污水處理廠遷移過程中的主要聚集地，污泥是微塑料進(jìn)入自然環(huán)境的重要途徑。

表1 39個(gè)污水處理廠進(jìn)出水、污泥中微塑料豐度及去除率1)

3 污水處理廠中微塑料去除率分析及影響因子識(shí)別

3.1 國內(nèi)外污水處理廠微塑料去除率對比

國內(nèi)外39個(gè)污水處理廠微塑料總?cè)コ室姳?。歐洲國家污水處理廠微塑料去除率普遍較高，而國內(nèi)大部分污水處理廠微塑料去除率偏低，中國哈爾濱、上海、武漢等多個(gè)大城市污水處理廠出水中微塑料豐度明顯較高，說明中國大部分污水處理廠微塑料的去除率仍有較大提升空間。國外污水處理廠中，土耳其3個(gè)污水處理廠微塑料的去除率均較低，其他歐洲污水處理廠微塑料去除率大體在90%以上。

分別對39個(gè)污水處理廠中采用二級(jí)處理工藝和三級(jí)處理工藝的微塑料總?cè)コ蔬M(jìn)行對比分析，結(jié)果顯示：采用二級(jí)處理的所有污水處理廠微塑料平均去除率為76.78%，而采用三級(jí)處理的所有污水處理廠微塑料平均去除率為86.77%，采用三級(jí)處理的平均去除率高于二級(jí)，但是差距不是非常明顯，分析認(rèn)為國內(nèi)污水處理廠三級(jí)處理大多采用的是氯化消毒工藝，對微塑料的去除作用較小。

3.2 污水處理工藝對微塑料去除率的影響分析

3.2.1 一級(jí)處理

一級(jí)處理通常是采用過濾、沉淀和曝氣等方式去除懸浮物，很多研究表明污水處理工藝中的預(yù)處理和一級(jí)處理可以有效去除廢水中的大部分微塑料。39個(gè)污水處理廠一級(jí)處理微塑料的平均去除率為53.15%，與相關(guān)研究報(bào)道一致，35%～59%的微塑料可以在初期處理中去除，50%～98%的微塑料在一級(jí)處理中被去除[52]。MURPHY等[13]5804研究得出45%的微塑料的去除發(fā)生在格柵和沉砂階段；賈其隆等[21]4109發(fā)現(xiàn)上海兩個(gè)污水處理廠中采用旋流沉砂和曝氣沉砂作為一級(jí)處理工藝，其微塑料去除率分別為49.72%和46.48%；宣立強(qiáng)等[42]3969在哈爾濱某污水處理廠發(fā)現(xiàn)微塑料的去除主要是依靠一級(jí)處理，因其曝氣生物濾池工藝一級(jí)處理中設(shè)置了旋流沉砂池+平流沉淀池+高效混凝沉淀池，能夠?qū)ξ⑺芰线M(jìn)行多次沉淀，在一定程度上提高了去除率。這些研究進(jìn)一步表明一級(jí)處理中格柵和沉砂等物理措施對大顆粒微塑料有較好的去除效果，因此預(yù)處理及一級(jí)處理對污水處理廠進(jìn)水中較大顆粒微塑料的去除較為有利。

3.2.2 二級(jí)處理

目前國內(nèi)外污水處理廠普遍采用的二級(jí)生物處理工藝包括：厭氧/缺氧/好氧(A2O)、缺氧/好氧(AO)、循環(huán)式活性污泥法(CAST)、氧化溝(OD)、序列間歇式活性污泥法(SBR)、生物濾池等。生物處理中污泥絮體或胞外聚合物可以吸附、誘捕和截留微塑料；化學(xué)物質(zhì)如硫酸鐵或其他絮凝劑也對去除微塑料有積極的影響。YANG等[10]180研究發(fā)現(xiàn)高碑店污水處理廠、劉俊勇等[23]6研究發(fā)現(xiàn)廣西欽州污水處理廠以及LEE等[35]1研究發(fā)現(xiàn)韓國的污水處理廠中采用A2O作為二級(jí)處理工藝，對微塑料的總?cè)コ试?0%以上；但是TANG等[43]1研究發(fā)現(xiàn)武漢某污水處理廠和賈其隆等[21]4109研究發(fā)現(xiàn)上海某污水處理廠采用A2O作為二級(jí)處理工藝，其微塑料總?cè)コ蕝s較低，僅60%左右；由此推斷微塑料的去除效果受A2O的影響不大。TANG等[43]4研究發(fā)現(xiàn)，AO對微塑料的總?cè)コ蕿?2.7%；LIU等[27]182發(fā)現(xiàn)CAST的微塑料總?cè)コ蕿?4.40%；劉俊勇等[23]3發(fā)現(xiàn)CAST對微塑料的去除率僅為35.6%，總?cè)コ蕿?1.7%；這幾項(xiàng)研究采用CAST作為二級(jí)處理工藝，但是對微塑料的去除率都不高。LEE等[35]7發(fā)現(xiàn)韓國的3個(gè)污水處理廠二級(jí)處理工藝分別為A2O、SBR、膜處理，3種工藝對微塑料的總?cè)コ驶径荚?8%以上，相差不大，而且3種處理工藝對微塑料去除率的一致性甚至高于水中懸浮固體(SS)。綜上推測，采用何種二級(jí)生物處理工藝對微塑料的去除率影響不大。

3.2.3 三級(jí)處理

通常污水處理廠的出水需要再循環(huán)或再利用時(shí)，才會(huì)設(shè)置三級(jí)處理工藝。MBR是典型的三級(jí)處理工藝[53]，它綜合了膜分離和傳統(tǒng)活性污泥法的共同優(yōu)點(diǎn)。WU等[16]4對三級(jí)處理的各種工藝進(jìn)行了比較，認(rèn)為與膜有關(guān)的三級(jí)處理工藝的微塑料去除率較高。LV等[44]研究發(fā)現(xiàn)MBR對微塑料的去除效果(99.5%)要優(yōu)于OD系統(tǒng)(97%)；TALVITIE等[46]研究發(fā)現(xiàn)，芬蘭4個(gè)污水處理廠二級(jí)處理全部采用CAST，三級(jí)處理分別采用反硝化生物濾池、快速砂濾、溶氣浮選、MBR(膜加超濾)，MBR對微塑料的總?cè)コ首罡?，達(dá)到99.9%；MICHIELSSEN等[54]也發(fā)現(xiàn)MBR對微塑料的去除率最高。分析認(rèn)為，MBR因具有過濾、截留和捕獲等多種功能，對微塑料的去除效果較好。

3.3 污水處理過程中微塑料去除的影響因子識(shí)別

基于一級(jí)處理、二級(jí)處理、三級(jí)處理中微塑料去除效果綜合比較，分析認(rèn)為微塑料的去除效果受工藝中物理功能的影響較大，而受生物處理功能的影響較小，即主要是吸附、截留、絮凝、過濾、沉淀等物理作用發(fā)揮去除效能。劉夢瑤[24]對北京某下沉式污水處理廠各工藝單元中微塑料去除率進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)一級(jí)處理微塑料去除率為27.1%，二級(jí)處理為60.0%，三級(jí)處理為71.4%，總?cè)コ蔬_(dá)到91.7%，二級(jí)和三級(jí)處理中都設(shè)置了雙層平流沉淀池，三級(jí)處理設(shè)有高效沉淀池和超濾池，這也可以證明，高效沉淀、超濾等以物理作用為主的工藝對微塑料的去除發(fā)揮了主要作用。

多項(xiàng)研究證明，污水處理廠的運(yùn)行負(fù)荷和水力停留時(shí)間會(huì)影響微塑料的去除率。AKARSU等[14]8發(fā)現(xiàn)土耳其3個(gè)污水處理廠2、8、11月微塑料去除率都明顯降低，尤其是8月去除率最低，主要是因?yàn)橄募窘涤暝黾樱乇韽搅髟龃?，污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷較大；LONG等[26]也發(fā)現(xiàn)出水中微塑料豐度與污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷正相關(guān)，超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)縮短水力停留時(shí)間，增加廢水流速，降低絮凝、積聚及生物降解時(shí)間。劉俊勇等[23]3研究認(rèn)為A2O水力停留時(shí)間高于CAST，使微塑料上積累了更多的微生物，導(dǎo)致微塑料的去除率更高；NGO等[6]5發(fā)現(xiàn)生長期的污泥絮凝物或細(xì)菌胞外聚合物會(huì)在微塑料表面生長和積累，導(dǎo)致微塑料質(zhì)量增加，從而增強(qiáng)了沉淀過程中的去除效果。因此，合理的運(yùn)行負(fù)荷及停留時(shí)間有利于微塑料的去除。

4 污水處理廠中微塑料的遷移和歸宿分析

本研究39個(gè)污水處理廠微塑料的總平均去除率為82.41%，其中：一級(jí)處理平均去除率為53.15%，二級(jí)處理平均去除率為18.70%，三級(jí)處理平均去除率為10.56%，微塑料在整個(gè)污水處理廠中的基本遷移過程見圖3。

圖3 微塑料在污水處理廠中的遷移

污水處理廠中微塑料的最終歸宿即出水和污泥。出水中仍有大量微塑料(17.59%)伴隨著出水進(jìn)入自然水體，因此只有提高污水處理廠微塑料的去除率，才能減少其最終進(jìn)入自然水體的量。污泥是微塑料的主要?dú)w宿(82.41%)，因此其處理方式?jīng)Q定了微塑料進(jìn)入陸地環(huán)境的途徑和數(shù)量，目前主要處理方式包括填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用以及資源化利用。世界范圍內(nèi)污水處理廠產(chǎn)生的污泥主要用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，據(jù)估計(jì)污泥農(nóng)用導(dǎo)致歐洲和北美的農(nóng)田中每年分別會(huì)輸入6.3萬～43萬、4.4萬～30萬t微塑料，這個(gè)量甚至超過了海洋表層水中微塑料的估算量[55-56]；基于前面分析的污泥中微塑料的豐度，估算出我國每年通過污水處理廠污泥進(jìn)入環(huán)境的微塑料高達(dá)2.99×1014個(gè)。已有研究證實(shí)，連續(xù)施用污泥的土壤中微塑料豐度顯著高于周圍未施污泥的土壤[57]，塑料纖維在進(jìn)入土壤很多年后仍然能夠保持原有特征[58]；進(jìn)入土壤的微塑料會(huì)導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)的改變，對植物生長和幼苗發(fā)育產(chǎn)生一定的抑制作用[59]，并且可以進(jìn)入植物可食用部位[60-61]，最終通過食物鏈進(jìn)入生態(tài)環(huán)境，對人類產(chǎn)生危害。2021年農(nóng)業(yè)部明確規(guī)定污泥不能作為農(nóng)用有機(jī)肥原料，此舉可大大降低微塑料通過污泥農(nóng)用進(jìn)入食物鏈對生態(tài)環(huán)境和人類造成的危害，但是隨著全國污水處理廠污泥產(chǎn)量的日益增長，污泥中微塑料的去除仍刻不容緩。CHEN等[62]采用超高溫堆肥技術(shù)生物降解微塑料，降解率可達(dá)44%，污泥中微塑料降解等關(guān)鍵技術(shù)將成為解決微塑料污染問題的核心。

5 總結(jié)及展望

(1) 污水處理廠進(jìn)水中微塑料的豐度受很多因素影響，包括污水處理廠服務(wù)區(qū)域人口密度、匯入的工業(yè)污水性質(zhì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況、季節(jié)等，研究這些因素與污水處理廠進(jìn)水中微塑料的種類、濃度、形態(tài)的關(guān)系，對于微塑料的源頭污染控制具有一定的指導(dǎo)意義。

(2) 中國污水處理廠進(jìn)水中微塑料的豐度明顯高于歐洲國家，而污泥中微塑料的豐度低于歐洲國家，歐洲國家微塑料的總體去除率在90%以上，可見中國污水處理廠微塑料的去除率還有較大的提升空間。

(3) 國內(nèi)外污水處理廠進(jìn)水中PE、PET、PP類微塑料種類數(shù)量占比第一的情況居多。大部分污水處理廠中進(jìn)水以纖維微塑料為主，而且它在出水中的比例更高，說明纖維微塑料較其他類型更難去除，因此減少纖維微塑料的產(chǎn)生以及研究去除纖維微塑料的關(guān)鍵技術(shù)也是未來的研究重點(diǎn)之一。

(4) 微塑料的去除效果受物理方法影響較大，受生物處理方法影響較小，主要是吸附、截留、絮凝、過濾、沉淀等物理作用發(fā)揮去除效能。MBR因結(jié)合了過濾、截留和捕獲等多種物理功能，被大多數(shù)研究證明是微塑料去除率最高的三級(jí)處理工藝。

(5) 污水處理廠微塑料去除效果的影響因素較多，包括進(jìn)水性質(zhì)、水力負(fù)荷、工藝、停留時(shí)間等。建議檢測進(jìn)水中微塑料的類型、形態(tài)和含量；加入高效混凝沉淀池等物理工藝提高一級(jí)處理的微塑料去除率；在二級(jí)處理中調(diào)整優(yōu)化水力負(fù)荷和停留時(shí)間；在三級(jí)處理中根據(jù)出水指標(biāo)需求可考慮加入MBR等膜相關(guān)工藝。

(6) 隨著污泥農(nóng)用的禁止，微塑料通過污泥農(nóng)用途徑進(jìn)入食物鏈的危害會(huì)有所降低，但是大量污泥中微塑料的去除仍然刻不容緩，超高溫堆肥等技術(shù)的成功研發(fā)及應(yīng)用將是未來解決污泥微塑料污染的重要途徑之一。