微塑料是指通過各種途徑進入生(shēng)态環境中直徑小于5 mm的塑料顆粒。它或懸浮于水體(tǐ)中，或沉積到水底，研究表明其廣泛存在于海洋生(shēng)态系統，和河流、湖泊等淡水生(shēng)态系統中，以及土(tǔ)壤和沉積物，甚至在飲用水、人(rén)類糞便、極地環境中均發現了微塑料的存在。它不僅可(kě)通過攝食作(zuò)用對生(shēng)物産生(shēng)物理(lǐ)性傷害，同時也可(kě)釋放(fàng)或吸附有毒有害污染物對生(shēng)态環境産生(shēng)直接或間接毒理(lǐ)效應，從(cóng)而對海洋、淡水、土(tǔ)壤等生(shēng)态系統安全性産生(shēng)潛在危害。

污水中含有大(dà)量來(lái)自(zì)個人(rén)護理(lǐ)品使用、化纖衣物洗滌、汽車輪胎磨損、塑料工(gōng)廠(chǎng)生(shēng)産等過程産生(shēng)的微塑料。據報道污水中微塑料含量高達15.7個/L和180個/L。污水處理(lǐ)工(gōng)藝對污水微塑料具有很高的去(qù)除效果，達到90%以上，這對于減少污水微塑料随出水排放(fàng)進入自(zì)然水體(tǐ)具有重要意義，但(dàn)仍有大(dà)量的微塑料經污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水進入水體(tǐ)中，被認爲微塑料的重要來(lái)源。Murphy等報道某污水廠(chǎng)每天出水中微塑料的排放(fàng)量仍高達65 238 500個。此外，污水處理(lǐ)工(gōng)藝去(qù)除的微塑料絕大(dà)部分(fēn)截留在污泥中（圖1）。随着污泥不當處置和土(tǔ)地利用将導緻這些微塑料進入土(tǔ)壤中。Li等研究發現2015年(nián)我國(guó)經污泥進入土(tǔ)壤環境的微塑料顆粒達上百萬億個。與此同時與新鮮微塑料相(xiàng)比，污泥微塑料對Cd等重金屬污染物具有顯著增強的吸附潛力，因此污水處理(lǐ)廠(chǎng)污水、污泥中微塑料的賦存特征、潛在風(fēng)險及控制方法成爲研究熱(rè)點之一。本文從(cóng)微塑料組成、含量、處理(lǐ)工(gōng)藝的影(yǐng)響及去(qù)向等方面對現階段污水處理(lǐ)廠(chǎng)污水、污泥微塑料的相(xiàng)關研究進展進行較全面地綜述，并就(jiù)未來(lái)的研究進行展望分(fēn)析，以期爲後續相(xiàng)關研究的開展提供參考。

1 微塑料的概述

1.1 微塑料的組成及含量

根據成分(fēn)可(kě)以将微塑料分(fēn)爲LDPE（低密度聚乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）、PET（熱(rè)塑性聚酯）、PVC （聚氯乙烯）、CA（醋酸纖維素）等。從(cóng)形狀角度可(kě)分(fēn)爲碎塊狀、薄膜狀、泡沫狀、纖維狀等。目前關于微塑料含量沒有統一地表述方式，常用的單位包括單位面積或單位體(tǐ)積樣品的微塑料個數或重量，也有按單位質量樣品中的微塑料個數或重量，這限制了不同研究報道間微塑料含量的比較。Hidalgo-Ruz等報道海洋環境中微塑料的分(fēn)布發現在海洋表面水體(tǐ)中的微塑料含量爲0.001~1個/m2, 而沉積物達到1~100 000個/m2，說(shuō)明海洋沉積物中微塑料的含量遠(yuǎn)高于海洋表面。2004年(nián)報道英國(guó)海灘的微塑料含量是8個/kg，2006年(nián)Reddy等發現在印度廢船(chuán)拆卸海灣的微塑料含量爲89個/kg，2011年(nián)Claessen等在比利時港口發現微塑料達到68~390個/kg，2013年(nián)威尼斯瀉湖高達672~2 175個/kg，這表明自(zì)然環境中微塑料含量呈增加趨勢。另外，淡水河流中微塑料的分(fēn)布也有廣泛的研究。地處瑞士的日(rì)内瓦高山(shān)湖因其是旅遊景點，2014年(nián)微塑料含量爲31 556個/km2，地處美國(guó)加拿大(dà)交界的Erie高山(shān)湖也有105 503個/km2，位于蒙古的庫蘇古爾湖的微塑料含量也達到20 264個/kg。總體(tǐ)而言，微塑料廣泛存在于各類生(shēng)境環境中，且不同區域或生(shēng)境的微塑料含量存在較大(dà)差異，但(dàn)由于表述單位差異大(dà)，不同研究之間的數據難以比較，因此微塑料含量單位亟待統一。

1.2 微塑料的來(lái)源

微塑料的來(lái)源可(kě)大(dà)緻分(fēn)爲兩種，初生(shēng)來(lái)源和次生(shēng)來(lái)源。初生(shēng)來(lái)源包括家用個人(rén)護理(lǐ)品中的微小球，及洗衣廢水中的人(rén)造纖維絲，以及工(gōng)業原料或塑料生(shēng)産中的微塑料顆粒。微塑料顆粒在塑料加工(gōng)廠(chǎng)附近的環境中尤爲常見(jiàn)，而洗滌劑或微小球可(kě)能存在于工(gōng)業和生(shēng)活污水中，它們可(kě)通過河流和河口進入自(zì)然環境。研究表明，在遠(yuǎn)離(lí)塑料加工(gōng)廠(chǎng)的海灘中也發現了相(xiàng)關的微塑料顆粒，這表明它們具有長距離(lí)遷移的潛力。微塑料的次生(shēng)來(lái)源主要來(lái)自(zì)于較大(dà)塑料在光(guāng)、風(fēng)、水及其他(tā)環境壓力的暴露下分(fēn)解産生(shēng)的纖維或碎片。這些碎片可(kě)能來(lái)自(zì)漁網、線纖維、薄膜、工(gōng)業原料、消費品和家居用品，以及來(lái)自(zì)可(kě)降解塑料的顆粒或聚合物碎片。有研究認爲次生(shēng)來(lái)源是海洋環境中大(dà)多數微塑料的主要來(lái)源。然而，微塑料不同來(lái)源的定量比例尚不清晰，這對于微塑料的源頭控制具有重要意義，因此，微塑料的遷移轉化規律及形成機(jī)制尚需進一步研究。

1.3 微塑料的潛在危害

已有研究表明微塑料存在對生(shēng)态系統的安全性構成重要威脅，主要體(tǐ)現在以下3個方面：（1）微塑料易造成水生(shēng)動物進食器官的堵塞，造成身(shēn)體(tǐ)傷害。已有研究發現，許多海洋生(shēng)物，包括浮遊動物、底栖無脊椎動物、雙殼類、魚類、海鳥、大(dà)型海洋動物會攝食微塑料，微塑料可(kě)能會對這些生(shēng)物産生(shēng)明顯的機(jī)械損傷，如(rú)堵塞食道，或産生(shēng)假性的飽食感，從(cóng)而引起攝食效率降低、能量缺乏、受傷或死亡；（2）許多微塑料中含有塑化劑、染料等有毒物質，這些有毒物質可(kě)随着微塑料被吞食而釋放(fàng)出來(lái)，并進入生(shēng)物體(tǐ)内，造成生(shēng)态毒害作(zuò)用；（3）微塑料顆粒由于其粒徑微小、比表面積大(dà)、且顆粒表面具有較強的疏水性，易吸附有機(jī)污染物、重金屬及緻病微生(shēng)物，從(cóng)而導緻這些有機(jī)污染物更易于在生(shēng)物體(tǐ)内富集，加大(dà)食物鏈的生(shēng)物富集作(zuò)用，引發動物攝食後的毒性效應，間接影(yǐng)響海洋生(shēng)物和人(rén)體(tǐ)健康。盡管我們猜測微塑料會産生(shēng)以上3方面的潛在危害，但(dàn)是目前仍然難以定量評估自(zì)然環境中微塑料的生(shēng)态風(fēng)險及毒理(lǐ)作(zuò)用。

1.4 微塑料與人(rén)類活動的關系

許多研究表明，自(zì)然環境中微塑料含量與人(rén)口密度具有重要的相(xiàng)關關系。Wang等研究了我國(guó)中部最大(dà)城(chéng)市武漢的淡水環境微塑料分(fēn)布，發現微塑料含量和人(rén)類活動有很大(dà)的關系。Castaneda等調查城(chéng)市河流發現，人(rén)口密度高的區域微塑料含量相(xiàng)對較高，這說(shuō)明微塑料含量和人(rén)類活動有很大(dà)的關聯。Klein等在分(fēn)析德國(guó)的萊茵河和Main河的微塑料豐度也表明了微塑料含量和人(rén)類活動有很大(dà)的關系。與此同時，McCormick等在調研美國(guó)芝加哥河流微塑料含量的過程中，發現河流的微塑料濃度超過海洋，認爲污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水是微塑料的重要來(lái)源。Murphy等也發現了污水處理(lǐ)廠(chǎng)是自(zì)然環境微塑料的主要來(lái)源之一。因此，人(rén)類活動包括污水排放(fàng)對自(zì)然生(shēng)态環境中微塑料含量和組成具有重要貢獻，人(rén)類活動頻繁的區域，微塑料含量通常較高。

2 污水處理(lǐ)廠(chǎng)污水中的微塑料

2.1 污水微塑料的組成及分(fēn)類

到目前爲止，已在污水處理(lǐ)廠(chǎng)的進水和出水中檢測到微塑料類型達30多種，常見(jiàn)包括聚酯（PES）、聚乙烯（PE）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚酰胺（PA）等。PES、PET和PA等廣泛用于化纖衣物的制作(zuò)，而PE則用于個人(rén)護理(lǐ)品，包括洗面奶中的磨砂以及食品包裝的薄膜和飲用水瓶。在污水中也觀察到丙烯酸酯、醇酸樹(shù)脂、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氨酯、丙烯酸、聚乙烯醇和聚丙交酯等聚合物。這些研究表明污水中的大(dà)部分(fēn)微塑料類型均與我們日(rì)常使用的塑料制品相(xiàng)關。

目前，有兩種常用的微塑料尺寸分(fēn)類方法。一種是利用不同尺寸篩網分(fēn)離(lí)不同尺寸的微塑料。由于微塑料的不規則形狀，該方法的準确性存在一定問(wèn)題。另一種方法是使用顯微成像技術(shù)。然而，由于形狀不規則，僅用一個方法來(lái)描述微塑料的尺寸可(kě)能是不夠的。最常使用的分(fēn)類尺寸爲25、100 μm和500 μm。在污水處理(lǐ)廠(chǎng)的進水中，超過500 μm的微塑料有時可(kě)達到70％以上，而出水中超過90%的微塑料小于500 μm，甚至有些樣品中約60％的微塑料小于100 μm。微塑料的尺寸分(fēn)布可(kě)能受到用于樣品收集的網孔尺寸的影(yǐng)響，大(dà)的網眼尺寸可(kě)能會錯過大(dà)部分(fēn)小顆粒。最近的一項研究表明，<25 μm的微塑料在污水中具有顯著的豐度[58]。該結果與大(dà)西洋觀測結果一緻，40 μm以下的微塑料占所有檢測到的微塑料顆粒的64％，其中超過一半的尺寸小于20 μm。

形狀是微塑料分(fēn)類的另一個重要指标。微塑料的形狀不僅可(kě)以影(yǐng)響它們在污水處理(lǐ)廠(chǎng)中的去(qù)除效率，而且還(hái)會影(yǐng)響微塑料與污水中的其他(tā)污染物或微生(shēng)物之間的相(xiàng)互作(zuò)用。微塑料可(kě)以分(fēn)爲纖維狀（長大(dà)于寬）和顆粒狀（相(xiàng)似的長度和寬度）。一些研究還(hái)将顆粒微塑料劃分(fēn)爲不規則形狀和球形珠粒或顆粒。另一些研究進一步将形狀分(fēn)爲片狀/薄片（非常薄的顆粒）、泡沫和芯片等。纖維占污水微塑料的比例最高，這與家用洗衣廢水中大(dà)量化學纖維的排放(fàng)有關。不過一些樣品中高比例的纖維含量可(kě)能是由于難以區分(fēn)合成纖維與天然纖維導緻的。研究表明，在一些污水樣品中，天然纖維如(rú)棉和亞麻可(kě)占纖維的一半以上。因此，有效地區分(fēn)和檢測合成纖維和天然纖維對于精确量化污水處理(lǐ)廠(chǎng)中的微塑料至關重要。不規則碎片是污水中另一種最常觀察到的微塑料形狀，可(kě)能是由于日(rì)常使用塑料制品老化形成的或是源自(zì)個人(rén)護理(lǐ)品中的微塑料，例如(rú)牙膏等。在污水中也發現了薄膜、顆粒和泡沫形狀的微塑料，其平均豐度約爲10%或更低。微塑料薄膜和泡沫可(kě)主要來(lái)自(zì)塑料袋和包裝産品，而顆粒主要是添加到個人(rén)護理(lǐ)産品中的初生(shēng)微塑料。

2.2 污水微塑料的含量及影(yǐng)響因素

在自(zì)然生(shēng)态環境中，微塑料的分(fēn)布已經引起了很大(dà)的關注。Murphy等發現污水微塑料含量平均爲15.7±5.23個/L。俄羅斯污水處理(lǐ)廠(chǎng)中，污水中微塑料（紡織纖維）的數量爲467個/L。1 L洗衣污水中大(dà)約有100多根纖維會通過洗滌衣物釋放(fàng)到污水處理(lǐ)廠(chǎng)中。Mason等對美國(guó)17個污水處理(lǐ)廠(chǎng)進行了統計(jì)分(fēn)析，結果表明服務人(rén)口與污水微塑料顆粒含量呈顯著正相(xiàng)關關系。但(dàn)是，Mintenig等調研德國(guó)12個污水處理(lǐ)廠(chǎng)發現微塑料含量和人(rén)口當量之間沒有顯著的相(xiàng)關性，有待于進一步證實。污水中微塑料數量可(kě)能也與合流制排水管道系統有關，這可(kě)能取決于周圍環境的土(tǔ)地使用以及與運輸相(xiàng)關的排放(fàng)，例如(rú)輪胎和制動器磨損釋放(fàng)的微塑料。由于污水中的大(dà)部分(fēn)微塑料來(lái)自(zì)家庭排放(fàng)物，所服務區域的人(rén)類活動，例如(rú)居民(mín)對穿着合成衣服或使用塑料産品的偏好，可(kě)能直接影(yǐng)響污水中的微塑料濃度。與衣服，地毯和其他(tā)紡織産品相(xiàng)關的微纖維，如(rú)聚酯，丙烯酸和尼龍，會在洗滌和合成纖維的制造過程中随着污水進入下水道系統，并代表另一種類型的污水微塑料。

2.3 污水處理(lǐ)工(gōng)藝的影(yǐng)響

許多研究表明經污水工(gōng)藝處理(lǐ)後，污水中超過90%以上的微塑料可(kě)被去(qù)除。蘇格蘭污水處理(lǐ)廠(chǎng)污水中的微塑料經過處理(lǐ)後含量從(cóng)15.7個/L減少到0.25個/L，瑞典污水廠(chǎng)的微塑料從(cóng)15.1個/L減少至0.01個/L。污水處理(lǐ)工(gōng)藝會影(yǐng)響出水中的微塑料含量。與具有一級或二級處理(lǐ)的污水廠(chǎng)相(xiàng)比，具有三級處理(lǐ)的污水處理(lǐ)廠(chǎng)，其出水的微塑料含量通常較低。然而，也有研究表明，一些污水處理(lǐ)廠(chǎng)的三級處理(lǐ)沒有進一步降低污水中微塑料的含量。有一項研究報道了僅有初級處理(lǐ)的污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水的微塑料濃度。在使用相(xiàng)同的取樣和分(fēn)析方法的前提下，一級處理(lǐ)的微塑料濃度比經過二級和三級處理(lǐ)的污水處理(lǐ)廠(chǎng)高約一個數量級。

一級處理(lǐ)可(kě)以有效地去(qù)除污水中的大(dà)部分(fēn)微塑料。在此階段主要是在初級澄清器中油脂或表面撇除階段去(qù)除漂浮在污水表面密度較輕的微塑料，在初級澄清器中去(qù)除砂礫和重力分(fēn)離(lí)期間将微塑料沉降或捕集在固體(tǐ)絮凝物中。一級處理(lǐ)對微塑料尺寸分(fēn)布的影(yǐng)響最大(dà)，因爲它可(kě)以有效地去(qù)除較大(dà)尺寸的微塑料。一級處理(lǐ)工(gōng)藝能将較大(dà)尺寸顆粒(1 000~5 000 μm)的比例45%降到7%。一級處理(lǐ)後纖維的相(xiàng)對豐度降低，相(xiàng)比碎片狀，一級處理(lǐ)能更有效地去(qù)除纖維，這可(kě)能是由于纖維更容易與絮凝顆粒結合，從(cóng)而通過沉澱分(fēn)離(lí)去(qù)除。

二級處理(lǐ)（通常包括生(shēng)物處理(lǐ)和二沉池）可(kě)進一步降低污水中的微塑料。曝氣池中的污泥絮凝物或胞外聚合物可(kě)能有助于塑料碎片的積聚，然後微塑料碎片在二沉池沉降去(qù)除。就(jiù)尺寸而言，在二級處理(lǐ)可(kě)以進一步去(qù)除大(dà)的塑料顆粒，二級處理(lǐ)後出水中微塑料的豐度相(xiàng)對較低，二級處理(lǐ)後出水幾乎不存在尺寸大(dà)于500 μm的微塑料。Talvitie等發現二級處理(lǐ)後>300 μm的微粒僅占8%。也有研究發現二級處理(lǐ)後尺寸爲500~1 000 μm的微塑料仍占43％，這可(kě)能與不同操作(zuò)條件(jiàn)下二級處理(lǐ)的去(qù)除效果差異有關，有待于進一步研究。與一級處理(lǐ)不同，二級處理(lǐ)可(kě)去(qù)除較多的碎片顆粒。在研究中發現經過二級處理(lǐ)後，片狀塑料的相(xiàng)對豐度降低，而纖維的相(xiàng)對豐度增加。一個可(kě)能的原因是易于沉降的纖維在一級處理(lǐ)過程中已大(dà)部分(fēn)被去(qù)除，不同形狀微塑料在不同工(gōng)藝下的去(qù)除效率值得(de)進一步的探討(tǎo)。

在初級處理(lǐ)中除去(qù)了72%~98％的微塑料。二級處理(lǐ)有助于額外去(qù)除7%~20%，而三級處理(lǐ)中的微塑料去(qù)除率取決于采用的技術(shù)。一些研究報告表明，三級處理(lǐ)并不能顯著提高微塑料的去(qù)除。例如(rú)，一項在紐約進行的綜合研究發現34個污水處理(lǐ)廠(chǎng)的膜微濾、連續反沖上流雙砂微濾和快(kuài)速砂濾器等三級處理(lǐ)工(gōng)藝并不能保證微塑料的去(qù)除。此外，Mason等也表明三級過濾對微塑料去(qù)除并不是非常有效，Carr等觀察到重力過濾器對微塑料的去(qù)除并沒有積極效果。然而，Talvitie等比較發現膜生(shēng)物反應器（MBR）、快(kuài)速砂濾、溶氣浮選和圓盤過濾對微塑料的去(qù)除率分(fēn)别高達99.9%、97%、95%、40%~98.5%。Lares等也發現在MBR處理(lǐ)工(gōng)藝中微塑料去(qù)除率達到最高。Michielssen等也報道污水處理(lǐ)廠(chǎng)的三級處理(lǐ)和MBR分(fēn)别可(kě)去(qù)除97.2％和99.4％的微塑料。

污水處理(lǐ)廠(chǎng)包括沉砂池等物理(lǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝、化學混凝等化學處理(lǐ)工(gōng)藝，以及生(shēng)化池等生(shēng)物處理(lǐ)工(gōng)藝，屬于人(rén)工(gōng)強化的生(shēng)态系統，其可(kě)能對微塑料的表面理(lǐ)化特征産生(shēng)重要影(yǐng)響，目前相(xiàng)關研究較少。Carr等發現較長的接觸時間會導緻微塑料表面産生(shēng)生(shēng)物膜，從(cóng)而改變微塑料表面性質或微塑料的相(xiàng)對密度。有研究表明，砂粒的物理(lǐ)磨損會導緻塑料的片段化。此外，自(zì)然環境中在風(fēng)、陽光(guāng)和機(jī)械磨損等環境因素會導緻微塑料破碎化，進而改變微塑料表面理(lǐ)化特性。微塑料表面理(lǐ)化特性的改變，有可(kě)能改變其與其他(tā)污染物的相(xiàng)互作(zuò)用，進而影(yǐng)響微塑料的載體(tǐ)效應，相(xiàng)關研究值得(de)進一步關注。

2.4 污水微塑料的去(qù)向

盡管污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水中的微塑料濃度相(xiàng)對較低，但(dàn)其排放(fàng)總量仍然相(xiàng)當高，因爲大(dà)多數污水處理(lǐ)廠(chǎng)每天處理(lǐ)數百萬升污水。Murphy等發現某污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水中微塑料排放(fàng)量高達65 238 500個/d。在調研的某污水處理(lǐ)廠(chǎng)中，微塑料的總排放(fàng)量中位數（根據年(nián)度外排和出水濃度估算）爲2×106個/d。在每年(nián)出水排放(fàng)量超過1×107m3，人(rén)口當量超過1×106的荷蘭和美國(guó)污水處理(lǐ)廠(chǎng)，微塑料每日(rì)總排放(fàng)量甚至可(kě)能超過1×1010個。據估計(jì)，僅歐洲每年(nián)污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水排放(fàng)的微塑料高達520 000 t。因此，目前高排放(fàng)微塑料的污水處理(lǐ)廠(chǎng)迫切需要以微塑料控制爲目标的處理(lǐ)技術(shù)，以避免其大(dà)量排放(fàng)到生(shēng)态系統中。與此同時，污水中絕大(dà)部分(fēn)微塑料（超過90%）截留或轉移到污泥中，其伴随污泥土(tǔ)地利用進入土(tǔ)壤生(shēng)态系統過程中的潛在生(shēng)态風(fēng)險值得(de)關注。

3 污水處理(lǐ)廠(chǎng)污泥中的微塑料

目前盡管有關污泥微塑料的系統研究較少，然而早在2005年(nián)已有專家提出采用合成纖維作(zuò)爲評估污泥土(tǔ)地應用的指标，研究表明污泥施用後5年(nián)内在土(tǔ)壤中可(kě)檢測到纖維，甚至施用後15年(nián)後仍可(kě)在田間土(tǔ)壤中檢測到它們。因此，不應忽視污泥土(tǔ)地利用導緻微塑料纖維和其他(tā)顆粒在土(tǔ)壤的積累及潛在風(fēng)險。

3.1 污泥微塑料的組成及分(fēn)類

污泥中微塑料主要來(lái)源于污水中微塑料的沉積及轉移，因此其微塑料的組成類型總體(tǐ)與污水相(xiàng)似。Li等研究發現污泥微塑料中白(bái)色占比最高，達到59.6%，其次爲黑(hēi)色17.6%、紅(hóng)色9.0%、橙色3.3%、綠色2.3%、藍色1.7%等，與此同時，形狀組成上，纖維狀達到63%，其次爲杆狀15%，薄膜狀14%，薄片狀7.3%，此外化學組成上，包括聚烯烴、丙烯酸纖維、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯等。Mahon等也發現污泥微塑料中纖維占75.8%，其次爲薄片和薄膜，紅(hóng)外光(guāng)譜檢測發現微塑料類型包括高密度PE（HDPE）、PE、聚酯、丙烯酸、PET、PP、PA等。Lusher等調研了挪威8個污水處理(lǐ)廠(chǎng)的污泥微塑料，發現微塑料的類型分(fēn)别爲微小球37.6%，薄片31.8%，纖維狀爲28.9%。Mintenig等研究表明污泥中沒有發現粒徑>500 μm的微塑料，粒徑<500 μm的微塑料主要爲PE、PP、PA和PS等。這些塑料類型與我們日(rì)常使用塑料制品類型較爲一緻。

3.2 污泥微塑料的含量及影(yǐng)響因素

目前爲止，污泥的微塑料含量表達通常爲單位質量污泥中微塑料的個數。Magnusson等調研在瑞典污水處理(lǐ)廠(chǎng)，發現污泥中微塑料含量達16.7±1.96個/g濕重污泥。進一步分(fēn)析北美污泥中微塑料和施用到土(tǔ)壤中微塑料的豐度，Zubris等發現豐度分(fēn)别爲1.5~5.0纖維/(g濕重)和0.08~1.21纖維/(g濕重)。如(rú)果根據污泥的幹重進行估算，豐度可(kě)達到1 000~564 000顆粒/(kg幹污泥)。Mahon等發現荷蘭污水處理(lǐ)廠(chǎng)污泥中微塑料的含量爲4 196~15 385個/(kg幹污泥)。Lassen等研究表明德國(guó)污水廠(chǎng)污泥中微塑料的含量爲1 000~24 000個/(kg幹污泥)。Lusher等調研了挪威8個污水處理(lǐ)廠(chǎng)的污泥微塑料含量，發現微塑料的平均豐度爲6 077個/(kg幹污泥)。Mintenig等報道了德國(guó)污水處理(lǐ)廠(chǎng)污水污泥中<500 μm的合成顆粒濃度達到24個/(kg幹污泥)。Li等研究了我國(guó)28個污水處理(lǐ)廠(chǎng)污泥中的微塑料，發現微塑料含量爲1.6~56.4×103個/(kg幹污泥)，平均含量爲22.7×103個/(kg幹污泥)。總之，污水處理(lǐ)廠(chǎng)中大(dà)部分(fēn)微塑料會進入不同處理(lǐ)單元的污泥中。Talvitie等估算出污泥中20％的微升（包括微塑料）通過脫水液返回污水池中，而剩餘的80％最終留在剩餘污泥中進行處理(lǐ)。Sujathan等研究發現回流活性污泥中微塑料含量達到4.95×105個/(kg幹污泥)。此外，Li等研究發現我國(guó)污水廠(chǎng)污泥中微塑料含量呈時空分(fēn)布，可(kě)能與人(rén)口密度、經濟發達程度、造林面積、氣溫、降雨(yǔ)量等因素有關，與此同時，進水中工(gōng)業廢水比例、生(shēng)化處理(lǐ)工(gōng)藝、污泥脫水方式等工(gōng)藝參數也會影(yǐng)響污泥微塑料含量。這些研究表明污水處理(lǐ)廠(chǎng)污泥中存在大(dà)量的微塑料。

3.3 污泥處理(lǐ)工(gōng)藝的影(yǐng)響

污泥處理(lǐ)工(gōng)藝有可(kě)能引起污泥微塑料含量的變化。由于聚合物的生(shēng)物分(fēn)解特性，經厭(yàn)氧消化處理(lǐ)後微塑料豐度可(kě)能會有所下降。Mahon等研究發現厭(yàn)氧消化污泥中含有較小豐度的微塑料顆粒，這可(kě)能是由于微塑料的厭(yàn)氧生(shēng)物降解。一些研究發現和分(fēn)離(lí)了PE塑料降解菌，如(rú)在沿海海岸HDPE表面分(fēn)離(lí)鑒定的Arthrobacter和Pseudomonas和LDPE表面分(fēn)離(lí)鑒定的Kocuria palustris、Bacillus pumilis和 Bacillus菌株。同時也有研究者在沉積物微塑料表面的生(shēng)物膜中發現了PE降解細菌。生(shēng)物膜中的這些聚合物降解細菌可(kě)能導緻微塑料斷鏈和氧化，以及在二級處理(lǐ)過程中聚合物表面的變化。但(dàn)另有研究表明，在一項聚丙交酯纖維的生(shēng)物降解性研究中，在嗜熱(rè)和嗜熱(rè)條件(jiàn)下操作(zuò)的活性污泥不足以導緻這種微塑料的生(shēng)物降解。

此外，污泥處理(lǐ)工(gōng)藝也可(kě)能影(yǐng)響微塑料的理(lǐ)化特性。Mahon等研究污泥處理(lǐ)工(gōng)藝對污泥微塑料的影(yǐng)響，發現污泥石灰穩定後尺寸較小的纖維豐度增加，而污泥熱(rè)幹化後微塑料的形态表面有熔融和起泡的現象。Narancic等研究表明與自(zì)然環境作(zuò)用相(xiàng)比，污泥厭(yàn)氧消化和堆肥等處理(lǐ)工(gōng)藝可(kě)導緻聚乳酸和聚己内酯等塑料更高生(shēng)物降解。此外，研究發現與新鮮微塑料相(xiàng)比，污泥塑料表面呈現出高度的磨損或侵蝕，并且非常易碎，表明污水污泥處理(lǐ)會改變微塑料表面的理(lǐ)化特性。Li等也研究發現污泥微塑料表面含有C-O等官能團，微塑料表面被氧化或有機(jī)物附着。與此同時，污泥處理(lǐ)過程中微塑料理(lǐ)化特性的變化，可(kě)能影(yǐng)響後者對重金屬、有機(jī)污染物的吸附潛力。與新鮮微塑料相(xiàng)比，污泥微塑料對重金屬Cd的吸附潛力高出近10倍，但(dàn)影(yǐng)響機(jī)制尚不清楚。研究人(rén)員(yuán)發現在沉積物中提取的老化微塑料也發現類似規律，即老化微塑料對金屬離(lí)子的吸附能力顯著大(dà)于新鮮塑料，可(kě)能原因是風(fēng)化過程中塑料上産生(shēng)的官能團有效地增強了它對金屬離(lí)子的吸附能力。污泥處理(lǐ)導緻微塑料對污染物增強的吸附潛力，有可(kě)能引起提高微塑料的生(shēng)态風(fēng)險，值得(de)進一步研究。

3.4 污泥微塑料的去(qù)向

污泥土(tǔ)地或農業利用被認爲污泥處置的重要途徑。随着我國(guó)《農用污泥污染控制标準》（GB 4284—2018）的制定及實施，污泥土(tǔ)地或農業利用将得(de)到進一步推廣。然而，污泥土(tǔ)地或農業利用過程微塑料的引入及潛在風(fēng)險值得(de)關注。研究表明芬蘭一家處理(lǐ)能力爲10 000 m3/d的污水處理(lǐ)廠(chǎng)中通過污泥排放(fàng)的微塑料顆粒可(kě)達4.6×108個。挪威因污泥農業利用導緻微塑料進入土(tǔ)壤中的微塑料顆粒可(kě)達5 000億個/年(nián)。據估計(jì)歐盟和北美地區每年(nián)因污泥土(tǔ)地或農業利用輸入土(tǔ)壤的微塑料總量分(fēn)别可(kě)達6.3~43萬t和4.4~30萬t，甚至超過全球海洋表層水中微塑料的總量。目前我國(guó)污水處理(lǐ)廠(chǎng)污泥年(nián)産量高達4 000萬t（含水率80%），預計(jì)由污泥不當處置或土(tǔ)地利用引入土(tǔ)壤生(shēng)态系統的微塑料總量可(kě)達15~51萬億個/年(nián)。因此，研究污泥土(tǔ)地或農業利用過程中微塑料環境行爲、歸趨及潛在風(fēng)險具有重要意義。

4 結論與展望

微塑料被發現廣泛存在于海洋、淡水、土(tǔ)壤等環境中，其對生(shēng)态系統的潛在危害已被人(rén)們逐漸認識。污水中含有大(dà)量來(lái)自(zì)個人(rén)護理(lǐ)品的微小球、洗衣廢水中微纖維以及工(gōng)業塑料生(shēng)産原料等微塑料顆粒，盡管現有污水工(gōng)藝可(kě)去(qù)除其中大(dà)部分(fēn)的微塑料，但(dàn)污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水仍被認爲是自(zì)然水體(tǐ)微塑料的重要源頭。與此同時，污水中絕大(dà)部分(fēn)微塑料（超過90%）截留和轉移到污泥中，伴随污泥土(tǔ)地或農業利用可(kě)進入土(tǔ)壤環境中，從(cóng)而對後者産生(shēng)潛在危害。

目前污水處理(lǐ)廠(chǎng)污水和污泥中微塑料研究正成爲國(guó)際上的研究熱(rè)點之一，但(dàn)我國(guó)污水處理(lǐ)廠(chǎng)微塑料的相(xiàng)關研究較少，作(zuò)者認爲可(kě)以下幾方面加強相(xiàng)關研究。

（1）加強我國(guó)污水處理(lǐ)廠(chǎng)微塑料基礎數據調研。深入研究我國(guó)不同區域污水處理(lǐ)廠(chǎng)進、出水微塑料類型及含量，以及不同處理(lǐ)工(gōng)藝對微塑料的去(qù)除效果等研究，這對于定量剖析我國(guó)污水處理(lǐ)廠(chǎng)出水對自(zì)然生(shēng)态系統微塑料的貢獻，進而進行微塑料的源頭控制，以及基于污水處理(lǐ)技術(shù)的強化微塑料削減具有重要意義。

（2）污水污泥微塑料分(fēn)析方法需标準化。目前污水微塑料提取主要采用過濾法，然而過濾所用濾膜孔徑通常不統一，導緻統計(jì)所得(de)微塑料含量差别。污泥微塑料提取主要是參考沉積物分(fēn)析法，采用密度分(fēn)離(lí)法進行，一方面提取所用藥劑各有不同，可(kě)用NaCl、ZnCl2、NaI等，另一方面污泥有機(jī)物含量高，大(dà)量有機(jī)物絮體(tǐ)的存在不利于微塑料的提取，導緻提取效率通常不高，有待進一步優化。

（3）污水、污泥微塑料與污染物相(xiàng)互作(zuò)用機(jī)制不明。許多研究表明微塑料具有比表面積大(dà)、較強的疏水性，易吸附各類污染物，可(kě)作(zuò)爲污染物的載體(tǐ)。與自(zì)然水體(tǐ)相(xiàng)比，污水污泥中含有高濃度的重金屬、緻病菌、有機(jī)物等污染物，且研究表明經過污水污泥處理(lǐ)後，其表面理(lǐ)化特性變化顯著，對污染物吸附潛力明顯增強，但(dàn)相(xiàng)關機(jī)制尚不清晰。此外，污泥土(tǔ)地或農業利用過程中吸附各類污染物的微塑料可(kě)作(zuò)爲污染物的富集庫，成爲污染物釋放(fàng)到土(tǔ)壤或者生(shēng)物體(tǐ)内的源頭，進一步加污泥土(tǔ)地或農業利用中微塑料的生(shēng)态風(fēng)險評估具有重要意義。