通过污水处理设施向河流和沿海区域输入的点源微塑料：以一个热带大都市为例

《Science & Sports》：Point-source microplastic input to the river and coastal zone via wastewater treatment facilities: a case study from a tropical mega-city

微型塑料污染对湄南河及泰国湾的影响研究，发现污水处理厂排放是河流微塑料的主要来源，日均释放约2.04亿件，其中<500μm小颗粒占比高且难去除，聚丙烯（PP）是主导聚合物，处理效率受季节和潮汐影响波动较大。

　　在泰国的河流系统中，微塑料污染已成为一个日益严峻的环境问题。特别是废水处理厂（WWTPs）作为城市污水的主要处理设施，其对河流微塑料污染的贡献尚未得到充分研究。本研究聚焦于曼谷市内的八个废水处理厂，以及从这些处理厂排放至湄公河湾（GoT）的昭披耶河（Chao Phraya River）表面水样，分析了微塑料的种类、特征、聚合物组成及去除效率，以更好地理解其对河流和沿海生态系统的影响。

昭披耶河是泰国最长的河流，全长372公里，流域面积达177,000平方公里，约占全国土地面积的30%。该河流不仅在农业灌溉、水力发电、工业活动和居民用水等方面发挥重要作用，同时也是维持河流生态系统的重要通道。河流上游区域主要承担农业灌溉功能，而随着河流向南流经曼谷都市区，其承载了超过1200万人口，成为城市生活和工业活动的主要排水通道。昭披耶河的入海口附近，大量的城市排水通过相连的运河网络汇入河流，这些运河网络在经济快速发展背景下，对河流和沿海地区的污染问题提出了新的挑战。

研究表明，微塑料污染在河流系统中主要来源于点源和非点源。点源包括家庭污水、工业废水和废水处理厂，而非点源则涉及农业、水产养殖、渔业以及大气沉降和空气传播。在这些污染源中，废水处理厂被认为是河流环境中微塑料污染的重要点源之一。尽管废水处理厂能够去除一定比例的微塑料，但仍有大量微塑料通过处理后的废水排放进入河流生态系统，对水体环境造成持续影响。因此，了解废水处理厂对微塑料污染的具体贡献，对于制定有效的控制和管理策略至关重要。

在本研究中，曼谷市的八个废水处理厂被选为研究对象，其出水直接排入昭披耶河。同时，研究人员在昭披耶河上设立了12个采样点，涵盖湿季和干季，包括一个位于河流进入曼谷地区的位置和一个靠近入海口的固定采样点。通过采集这些水样，研究人员能够全面评估微塑料在河流中的分布情况以及其在不同季节的变化趋势。此外，研究人员还对废水处理厂的处理过程进行了详细分析，以确定其对微塑料的去除效率和排放量。

研究结果表明，废水处理厂在处理过程中能够去除约四分之一的微塑料，特别是较大的微塑料颗粒（>1000微米至5000微米）和高密度聚合物（如聚酰胺）更容易被去除，而大多数较小的微塑料颗粒（<500微米）则逃逸处理过程，通过出水排放进入河流环境。据统计，这些废水处理厂每天向昭披耶河排放约20.4亿个微塑料颗粒。在河流中，微塑料的浓度在城市中心区域显著高于上游区域，微塑料的特征如形状、大小和颜色也与废水排放中的微塑料相似。这一现象表明，废水处理厂的出水是微塑料污染的重要来源之一。

聚合物分析结果显示，聚丙烯（PP）是废水处理厂出水和河流水样中最常见的微塑料类型，这表明废水处理厂在河流系统中的微塑料污染中扮演了关键角色。在湿季，废水处理厂的微塑料排放量超过了昭披耶河向湄公河湾排放的总量，达到约17.5亿个/天，而在干季则仅为20%左右。这一数据突显了季节变化对微塑料排放量的影响，同时也反映了废水处理厂在河流系统中持续的污染贡献。

本研究的发现对于理解微塑料污染的来源和传播路径具有重要意义。通过分析废水处理厂对微塑料的去除效率，研究人员能够评估其在河流系统中的污染贡献，并为制定有效的控制和管理策略提供科学依据。此外，本研究还首次系统地探讨了废水处理厂对昭披耶河和湄公河湾微塑料污染的具体贡献，为国际上对微塑料污染的研究提供了新的视角。

微塑料污染的来源复杂，不仅包括家庭和工业活动产生的塑料废弃物，还涉及其他途径，如大气沉降和空气传播。因此，研究废水处理厂对微塑料污染的影响，不仅有助于识别主要污染源，还能为减少微塑料进入水体环境提供可行的解决方案。在当前的环境管理实践中，许多国家已经开始关注微塑料污染的治理，但针对废水处理厂的详细研究仍然有限。本研究填补了这一知识空白，为未来在泰国及其他地区的微塑料污染治理提供了重要的科学依据。

此外，本研究还强调了废水处理厂在微塑料污染治理中的重要性。尽管废水处理厂能够去除一定比例的微塑料，但其处理后的废水仍然含有大量微塑料颗粒，这些颗粒最终进入河流和沿海生态系统，对水体环境和生物多样性构成威胁。因此，提高废水处理厂的微塑料去除效率，优化处理工艺，是减少微塑料污染的重要措施之一。同时，加强污水处理厂的监管和管理，确保其排放符合环保标准，也是减少微塑料污染的关键环节。

在实际操作中，废水处理厂的微塑料去除效率受到多种因素的影响，包括处理工艺、水流速度、水温以及塑料颗粒的物理和化学特性。因此，针对不同废水处理厂的微塑料去除情况进行详细分析，有助于制定更具针对性的治理措施。此外，通过比较不同季节的微塑料排放量，研究人员能够更好地理解微塑料污染的季节性变化，为制定季节性管理策略提供参考。

本研究的样本采集和处理过程采用了系统的方法，确保数据的准确性和可靠性。研究人员在湿季和干季分别采集了12个表面水样，覆盖了昭披耶河的多个区域，包括上游、城市中心和入海口附近。通过对比不同季节的微塑料浓度和特征，研究人员能够更全面地评估微塑料污染的动态变化。同时，研究人员还对废水处理厂的出水进行了分析，以确定其对河流微塑料污染的具体贡献。

在分析过程中，研究人员发现微塑料的特征与废水处理厂的出水高度一致，这表明废水处理厂是微塑料污染的重要来源之一。此外，研究还表明，微塑料的去除效率受到处理工艺的影响，不同废水处理厂的去除效率存在显著差异。这一发现对于优化废水处理工艺、提高微塑料去除效率具有重要意义。同时，研究人员还指出，微塑料的去除效率与处理厂的规模和运行条件密切相关，因此，针对不同处理厂的运行情况进行分析，有助于制定更具针对性的治理措施。

本研究的结论表明，废水处理厂在微塑料污染治理中发挥着重要作用，但其处理后的废水仍然含有大量微塑料颗粒，这些颗粒进入河流和沿海生态系统后，对环境和生物多样性构成威胁。因此，提高废水处理厂的微塑料去除效率，优化处理工艺，是减少微塑料污染的重要措施之一。同时，加强废水处理厂的监管和管理，确保其排放符合环保标准，也是减少微塑料污染的关键环节。

此外，本研究还强调了微塑料污染的长期影响。由于废水处理厂的处理过程涉及大量水体，其排放的微塑料颗粒在河流和沿海生态系统中能够长期存在，对环境和生物造成持续影响。因此，研究微塑料的长期积累和传播路径，对于评估其对生态环境的潜在危害具有重要意义。同时，研究人员还指出，微塑料污染的治理需要跨学科的合作，包括环境科学、化学工程、生态学和政策制定等领域的专家共同参与。

在实际应用中，减少微塑料污染需要从多个方面入手。首先，需要加强对塑料制品的管理，减少其在日常生活和工业生产中的使用。其次，需要优化废水处理工艺，提高微塑料的去除效率。此外，还需要加强对污水处理厂的监管，确保其排放符合环保标准。同时，还需要加强对河流和沿海生态系统的监测，及时发现和处理微塑料污染问题。

综上所述，本研究为理解泰国河流系统中的微塑料污染提供了重要的科学依据，揭示了废水处理厂在微塑料污染中的重要作用。通过分析废水处理厂的微塑料去除效率和排放量，研究人员能够为制定有效的控制和管理策略提供参考。此外，本研究还强调了微塑料污染的长期影响，以及其对生态环境的潜在危害，为未来在泰国及其他地区的微塑料污染治理提供了新的视角和思路。