我国污水处理厂污泥中微塑料的分布特征
李小伟1, 陈璐蓓 1, 梅庆庆1, 纪艳艳1, 戴晓虎2
1 上海大学 环境与化学工程工程学院 上海 200444
2 同济大学 环境科学与工程学院 上海 200092
E-mail: lixiaowei419@shu.edu.cn; daixiaohu@tongji.edu.cn
污泥土地或农业利用被认为土壤自然环境中微塑料污染的重要来源,据估计在欧盟和北美地区每年因污泥土地或农业利用引入土壤的微塑料总量分别可达6.3-43万吨和4.4-30万吨,甚至超过全球海洋表层水中微塑料的总量。至今尽管有一些研究发现污泥处理厂污泥中含有大量的微塑料,但是关于污水处理厂污泥中微塑料的分布特征尚未见系统研究。截止至2016年末我国城市、县城累计污水处理厂数量为3552座,每年污泥产量预计超过4000万污泥(含水率80%),同时污泥土地利用和不当处置的比例高达86%,因此调研我国污水处理厂污泥中微塑料的分布特征对于我国土壤等自然环境中微塑料源解析具有重要意义。本论文调研了我国11个省分的28个污水处理厂(WWTP),共收集脱水污泥样品79份。结果表明我国污水处理厂污泥中微塑料含量达1.60-56.4×103个颗粒/kg干污泥,平均值为22.7±12.1×103个颗粒/kg 干污泥(表1)。污泥中微塑料的颜色和类型主要分别为白色(59.6%)和纤维(63%)(图1)。显微-傅立叶变换红外光谱分析表明大多数微塑料属于聚烯烃、丙烯酸纤维、聚乙烯和聚酰胺等(图2)。进一步分析发现我国东部地区污水处理厂污泥中微塑料含量大于西部地区(图3),且随着它们季节的变化而变化(图4)。一些污水处理厂参数,如服务面积、工业废水比例、二级生物处理和污泥脱水方式可能会影响脱水污泥中的微塑料浓度(图5)。基于我国污水处理厂污泥产量和处置方式数据,预计我国因污泥处置引入土壤及其他自然环境的微塑料数量可达1.56×1014个颗粒。因此进一步研究污水处理厂污泥微塑料的生态风险及迁移转化机制显得尤为迫切。
【关键词】微塑料污染;污水处理厂污泥;土地利用;污水处理厂参数;时空分布
注:本成果以题为“Microplastics in sewage sludge from the wastewater treatment plants in China于2018年发表《Water research》(142,pp. 75-85)