微塑膠的產生、去除、歸趨及毒理是環境科學領域的研究熱點問題之一。近日，河海大學環境學院白雪教授課題組針對汙水處理廠和濱海潮灘圍墾工程中微塑膠汙染成因及環境行為方向取得一系列研究成果。
汙水處理廠是微塑膠向自然環境釋放的重要樞紐，而不同處理工藝（預處理、二級處理和三級處理）中微塑膠的產生過程和去除效率有所差異。具體而言，在汙水處理廠處理工藝中存在多種次級微塑膠產生機制：1）微生物分泌的生物酶和生物膜代謝產物可能促進微生物載體材料的水解，導致內源性微塑膠在剪下力作用下釋放；2）汙水泵送、消毒和汙泥熱水解處理過程中，微塑膠可透過機械、紫外線、臭氧和熱降解過程形成亞微米級次級微塑膠；3）汙泥熱乾燥和石灰穩定等過程會導致微塑膠的碎裂，增加微塑膠的比表面積和數量。而汙水處理廠主要透過粘附、沉澱和過濾去除微塑膠，平均去除率小於90%，去除效率受處理工藝和微塑膠自身性質的影響。研究指出目前所廣泛應用的汙泥處理技術可能導致微塑膠的進一步破碎進而導致更為嚴重的環境問題。
白雪教授課題組以主動施用於濱海潮灘環境的塑膠源——圍墾土工布為研究物件，將實地調研和實驗室模擬相結合，探究其在自然條件下的老化降解機制和遷移分佈規律。研究發現，採集自濱海圍墾區的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）土工布表面高度風化，其羰基指數達0.70 - 0.93。為探明其老化降解機制，模擬試驗重點關注土工布的光老化過程，研究發現紫外線照射誘導了土工布光氧化反應的發生，使得土工布能夠持續向環境中釋放奈米級塑膠纖維。在此基礎上，根據太陽輻照度的轉換，估算受紫外線作用下全球沿海墾區PET土工布纖維的年排放量約為24 - 79萬噸。與此同時，由於濱海潮灘可視為陸源微塑膠入海的直接途徑，研究著眼於濱海圍墾土工布的微塑膠空間分佈特徵及遷移規律，並評估其環境風險。研究表明，沿海圍墾區存在高密度的微塑膠，研究區域的微塑膠載荷估算結果約為20.67 ± 8.06 噸。由條件破碎模型結果可知，濱海土壤微塑膠的風化和分佈特徵具有空間異質性。而研究區域由土工布風化產生的微塑膠年入海通量估算結果約為2465.52 ± 960.77 噸。綜上可知，工程土工布是濱海潮灘圍墾區微塑膠汙染的重要來源，應加大有關廢棄物管理處置力度。
上述研究得到了國家自然科學基金等多項基金資助，培養了一批致力於探究微塑膠汙染成因及環境行為的青年研究者，相關深入研究正有序開展。（通訊員：河海大學張春平）
