微塑料颗粒在污水处理系统中的迁移转化规律及协同净化机制研究

Microplastics (MPs) have been identified as emerging contaminants in aquatic environments and has been raising increasingly concern in recent years. The waste water treatment plant (WWTP) is considered as an important resource of MPs. However, the fate of MPs in the WWTP system is not clear. Thus, this project intend to explore an efficient extraction, analysis and detection method for MPs detection from sewage. The spatial distribution of MPs among different processes of water treatment system will be revealed. The removal efficiency of MPs under different biochemical conditions will be evaluated. The stability of wastewater treatment systems when MPs existed will be evaluated according to the morphology, activity, community structure of activated sludge and some water quality index such as COD and ammonia concentration. The transportation, fate and removal mechanism of the coexistence of MPs and some trace organic pollutants with high frequency detection such as ECDs、PPCPs、POPs in the WWTP system will also be evaluated. We hope this project will eventually be able to elaborate the environmental behavior of MPs in the WWTP system, and to provide a theoretical basis for reducing the discharge of MPs from WWTP system.

近年来，微塑料作为一种新兴环境污染物，越来越受关注。污水处理厂作为水体中微塑料的重要来源，并且微塑料在污水处理系统的迁移转化规律尚不明晰。基于此，本项目拟以典型城市生活污水处理工艺为背景，微塑料颗粒为研究对象，以期建立基于生活污水体系的高效的微塑料提取、分析、检测方法；系统分析微塑料颗粒在污水处理系统各工艺单元的空间分布规律；分析不同生化条件下，微塑料颗粒的去除效率；探究微塑料存在条件下，反应器中污泥形态、活性、群落结构、COD、氨氮等指标等变化规律，系统判断及评价污水处理系统的稳定性；以污水处理系统中检出频率较高的ECDs、PPCPs、POPs等微量有机污染物为对象，研究其与微塑料颗粒共存条件下在污水处理系统中的迁移转化规律及协同净化机制。希冀通过本项目的研究，系统阐述微塑料颗粒在污水处理系统中的环境行为，为减少污水处理系统外排微塑料颗粒提供理论依据。

近年来微塑料被联合国环境规划署在《新型污染物议题》中正式列为最受关注的污染物。随着微塑料在水中不断检出且丰度较高，污水处理厂作为水体中微塑料的重要来源，其在污水处理系统的迁移转化规律与协同净化机制成为研究领域的重要方向之一。. 通过对复杂体系中微塑料的分离提取、分析检测方法的优化，建立同一计量单位下不同环境介质中的标准化方法，对未来复杂体系中微塑料分离检测的标准化方法提供了新的尝试和探索。首次通过微塑料的全方位采集装置及高效分离检测手段，并通过油-联合气浮方式与泡沫浮选方式对沉积物中微塑料进行高效分离。达到了效率高，耗时短，使用可生物降解表面活性剂，分离过程无污染的效果，是一种清洁高效的沉积物微塑料分离方法。同时，进一步系统分析污水处理厂中微塑料的来源与归属问题，为从源头控制微塑料污染提供了新的研究思路。研究微塑料在污水处理厂复杂环境体系中pH、温度、振荡强度、反应时间等环境压力下对污染物的吸附关系，推理微塑料污染的途径及其与污染物结合的机制，及对协同净化微污染物的影响及相应机制。. 系统阐述微塑料颗粒在污水处理系统中的环境行为，为减少污水处理系统外排微塑料颗粒提供理论依据。为微塑料与污染物的结合机理、污染机制，提供理论依据和技术参考。