综述:饮用水分配系统中的微塑料:赋存特征、环境行为与人体健康风险

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Environmental Pollution 7.6

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  这篇综述系统评述了饮用水分配系统(DWDSs)中微塑料的赋存规律、形态特征及环境行为,揭示了其作为污染物载体与管壁生物膜、共污染物的复合作用机制,强调了标准化检测方法和先进处理技术(如膜过滤)对控制人体暴露风险的重要性。

  

ABSTRACT
微塑料在饮用水中的广泛检出引发全球关注,其持久性、潜在生物累积性和健康风险亟待评估。饮用水分配系统(DWDSs)作为微塑料传播的关键通道,其环境行为直接影响人体暴露水平。现有研究受限于方法学差异,亟需建立标准化分析协议。

Introduction
自20世纪50年代大规模生产以来,全球塑料年产量已超3.59亿吨。尺寸1μm-5mm的微塑料分为初级(工业添加)和次级(大塑料降解)两类,而<1μm的纳米塑料因高渗透性更具生态风险。陆地活动(如污水排放)和大气沉降是主要来源,DWTPs虽能部分截留但无法完全去除。

Removal of microplastics in drinking water treatment
传统工艺(混凝-沉淀-过滤)对微塑料的去除效率存在显著差异,其中膜过滤技术表现最优。但<10μm的颗粒易穿透处理屏障,而氧化工艺可能加速塑料管道释放次级微塑料。

Occurrence of microplastics in DWDSs
处理后的水中微塑料丰度仍达1.33-6.25×102 particles/m3,其中纤维状占比超60%。聚乙烯(PE)管道老化会释放约1.6×105 particles/m3的碎片,且小尺寸颗粒更易在管壁生物膜中富集。

Morphological characteristics
纳米塑料呈现胶体特性,其布朗运动促进长距离迁移。不规则表面结构(孔隙率>70%)增强了对重金属和有机污染物的吸附能力,使复合污染风险提升3-5倍。

Adsorption of pollutants
微塑料比表面积可达1000 m2/g,对双酚A的吸附量高达12.4 μg/g。生物膜包裹会形成"塑料-微生物-污染物"三元复合体,加速抗性基因的水平转移。

Potential health risks
临床证据显示微塑料可穿透血脑屏障,诱发炎症因子IL-6升高。动物实验中,50nm聚苯乙烯(PS)颗粒引起肝细胞线粒体膜电位下降40%。

Conclusions
建议优先推广抗腐蚀管道材料,开发基于人工智能的实时监测系统。未来研究应聚焦纳米塑料的毒理机制和DWDSs中生物膜-微塑料的协同作用。

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