综述：人工湿地中微塑料/纳米塑料的归趋：从实验室尺度到实际尺度的研究方法差距与实验挑战

本综述系统比较了实验室尺度（LS-CWs）与实地尺度（FS-CWs）人工湿地对微塑料/纳米塑料（MPs/NPs）的去除效能，揭示了二者在去除效率（FS-CWs为77.64±4.53%，LS-CWs为96.66±0.99%）及研究重点上的显著差异。文章深入剖析了MPs/NPs在湿地中的归趋机制（如过滤、截留）及其对植物、微生物、基质等关键组分的影响，并探讨了其与传统元素循环（如氮（N）、磷（P））及其他新兴污染物的相互作用，为提升湿地系统对MPs/NPs的实际净化能力提供了理论依据和新视角。

　　

微塑料和纳米塑料作为普遍存在的污染物，因其独特的物理化学性质（如异质性、小尺寸和持久性）而对生态系统和人类健康构成威胁。人工湿地作为一种环境友好型的自然解决方案，在污水处理中显示出对MPs/NPs的有效去除能力。然而，与传统水溶性污染物不同，MPs/NPs在湿地中倾向于保持其物理和化学状态，其去除和行为受到颗粒本身特性及周围环境条件的密切影响。

比较实验室/实地尺度人工湿地在MPs/NPs研究中的差异

研究表明，实验室尺度人工湿地通常报告较高且稳定的MPs去除效率（96.66 ± 0.99%），而实地尺度系统的去除效率（77.64 ± 4.53%）则较低且变异性大。这种差异主要源于实地系统所面临的复杂外部条件，如天气事件、进水水质波动和人类活动等，这些因素在受控的实验室环境中难以完全模拟。因此，实验室的研究结果可能无法直接外推至实际应用场景。

MPs/NPs的归趋相关去除机制及其影响因素

MPs/NPs在人工湿地中的去除主要依赖于植物、基质和微生物群落的协同作用。

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  植物和生物群落的变化
  湿地中的植被通过吸收和摄取有助于MPs/NPs的去除。然而，MPs/NPs在植物根部或周围的积累会对植物健康和功能产生不利影响，其影响程度因颗粒类型、大小和浓度而异。通常，微塑料倾向于附着在根系表面，可能阻碍水分和养分的吸收，而纳米塑料由于其更小的尺寸，可能被植物吸收并转运至地上部分，干扰生理过程。同样，微生物群落的活性和结构也会受到MPs/NPs积累的影响，进而可能影响湿地对常规污染物（如氮（N）、磷（P））的去除性能。
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  基质的作用
  基质（如沙子、砾石）的物理过滤和截留是去除MPs/NPs的关键机制。基质的粒径分布、孔隙率以及表面特性（如生物膜的形成）显著影响其对不同尺寸和类型MPs/NPs的捕获效率。
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  与其他污染物的相互作用
  MPs/NPs在湿地中可能与其他新兴污染物（如抗生素、重金属）发生相互作用，例如作为载体吸附其他污染物，从而影响这些污染物的迁移和归趋，增加了湿地生态系统反应的复杂性。

挑战与展望

尽管人工湿地在去除MPs/NPs方面展现出潜力，但相关研究仍处于数据积累的初级阶段，面临诸多挑战。首要挑战是分析方法上的差距，包括MPs/NPs定义和尺寸范围的不统一，以及准确量化其在复杂环境基质中浓度的技术难度。其次，如何将实验室尺度的发现有效转化到实地尺度的复杂系统中，是当前研究的核心难点。未来研究需要更注重模拟真实环境条件，开发标准化的分析方法和长期监测策略，并深入探究MPs/NPs在湿地生态系统中的长期生态效应。

结论

人工湿地作为一种广泛应用的废水处理技术，在控制MPs/NPs方面具有巨大潜力。本综述强调了在评估其性能时，区分实验室尺度与实地尺度研究的重要性。实地尺度的复杂性导致其去除效率低于实验室尺度，且影响因素更为多样。未来研究需致力于弥合不同尺度间的认知差距，以更准确地评估人工湿地在真实环境中对MPs/NPs的归趋和影响，从而为有效控制这类新兴污染物提供科学依据。

环境启示

随着MPs/NPs在水生环境中被频繁检出并显示出对生物群的潜在毒性，制定有效的控制策略已成为当务之急。人工湿地作为一种广泛部署的废水处理技术，在MPs/NPs控制方面潜力巨大。然而，现有研究仍较有限，且MPs/NPs的独特性质阻碍了受控实验室发现向复杂实地尺度湿地系统的可转化性，这一局限性在现有文献中常被忽视。