土耳其马尔马拉地区污水处理厂污泥中微塑料和邻苯二甲酸酯的污染特征与来源解析

本研究针对污水处理厂污泥中微塑料(MPs)和邻苯二甲酸酯(PAEs)的污染问题，系统分析了土耳其马尔马拉地区18个处理厂的污泥样本。研究发现MPs以碎片(68%)和薄膜(27%)为主，PAEs最高浓度达23475±10258 μg/kg，主要源自个人护理产品(41%)。该研究为污泥资源化利用的环境风险评估提供了重要数据支撑。

　　

在全球塑料污染日益严重的背景下，微塑料(Microplastics, MPs)和邻苯二甲酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)已成为威胁生态系统和人类健康的新型污染物。这些粒径小于5mm的塑料颗粒不仅会通过食物链富集，其携带的PAEs更被美国环保署(USEPA)列为优先控制的内分泌干扰物(EDCs)。特别值得关注的是，污水处理厂(Wastewater Treatment Plants, WWTPs)作为污染物的重要汇，其产生的污泥中MPs和PAEs浓度可达数万μg/kg，而当前主流的污泥农用处置方式可能导致这些污染物进入土壤生态系统。

针对这一环境挑战，科贾埃利大学的研究团队对土耳其马尔马拉地区18个水处理设施（包括工业WWTPs、城市WWTPs和饮用水厂DWTPs）的污泥样本展开系统研究。通过形态学分析、聚合物鉴定和气相色谱等技术，首次揭示了该战略要地的MPs-PAEs复合污染特征。论文发表在环境领域权威期刊《Waste Management》，为发展中国家工业化区域的污泥安全管理提供了科学依据。

研究采用的关键技术包括：1) 污泥样本的梯度筛分与显微形态分析；2) 傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴定聚合物类型；3) 气相色谱-质谱联用(GC-MS)检测13种PAEs；4) 主成分分析(PCA)解析污染来源。样本队列涵盖4个省份不同处理工艺的18个设施，确保数据代表性。

【研究结果】

1. 形态特征分析
   通过显微镜观察发现，污泥中MPs以不规则碎片为主导(68%)，薄膜状(27%)和纤维状(5%)次之。白色-透明和黄色颗粒占比最高，主要聚合物为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。工业WWTPs的MPs浓度(4726±2939 MP/g dw)显著低于城市WWTPs(6078±695 MP/g dw)，反映生活源排放的突出贡献。

2. PAEs污染特征
   13种PAEs总浓度呈现UWWTPs(23475±10258 μg/kg) > IWWTPs(10477±10291 μg/kg) > DWTPs(4127±4382 μg/kg)的梯度分布。其中DEHP、DnBP和BBP等高风险物质占比最高。PCA模型显示41%的PAEs来自个人护理品，22%源于工业应用，11%与家用物品相关。

3. 处理工艺影响
   对比不同处理工艺发现，MBR-超滤-活性炭组合工艺可有效去除MPs，但常规活性污泥法会导致75-90%的MPs转移至污泥。值得注意的是，污泥脱水过程产生的上清液回用会形成污染物循环，而热干化虽能减少DEHP含量，却可能增加其他PAEs的浓度。

【结论与意义】
该研究首次证实马尔马拉地区污泥中MPs-PAEs存在显著的空间分异特征：工业区以PE碎片为主，而城市区富含PET薄膜。更关键的发现是，即使采用先进处理工艺，仍有近万MPs/g和数万μg/kg PAEs最终富集在污泥中，其中DEHP等物质可通过胎盘屏障，BBP与儿童哮喘显著相关。

从管理角度看，研究建议：1) 在污泥农用前增加高级氧化处理；2) 建立基于PCA模型的源头管控策略；3) 优先控制个人护理品中的塑化剂。这些发现不仅解释了巴尔干半岛东部新兴经济体的典型污染模式，更为《斯德哥尔摩公约》新增EDCs的管控提供了实证支持。随着全球污泥年产量突破1亿吨，该研究提出的"处理-归宿-风险"联动评估框架，对发展中国家的环境决策具有重要参考价值。