废水回收鸟粪石中重金属、全氟烷基物质（PFAS）和微塑料的污染风险评估及其环境意义

本文聚焦污水处理厂鸟粪石（struvite）回收过程中的污染物迁移风险，研究团队通过对比实验室控制结晶与工业设备自然沉积的鸟粪石样本，系统分析了重金属（如Pb、Hg）、全氟烷基物质（PFAS）和微塑料（MPs）的污染特征。结果显示：工业来源鸟粪石的Pb（92 mg/kg）和Hg（0.36 mg/kg）超出挪威肥料标准，而实验室样本符合欧盟及挪威最高等级肥料要求；首次证实PFOS（0.06 ng/g）和聚酰胺6.6（4800 μg/kg）等新兴污染物可通过鸟粪石迁移。该研究为污水资源化产品的安全应用提供了关键数据支撑，发表于《Desalination and Water Treatment》。

　　

在追求循环经济的浪潮中，污水处理厂正从"污染物处理中心"转变为"资源回收工厂"。其中，富含磷的鸟粪石（MgNH₄PO₄·6H₂O）因其缓释肥效备受关注，但这座"磷矿"可能暗藏玄机——工业管道中自然沉积的鸟粪石常夹杂着重金属、号称"永久化学品"的全氟烷基物质（PFAS）以及微塑料等新兴污染物。这些"偷渡客"是否会随着肥料进入食物链？波兰某大型污水处理厂与挪威ALS实验室的联合团队对此展开了深度调查。

研究人员设计了两组对照实验：一组在实验室严格调控pH（9.5）和镁磷比（2.2:1）条件下结晶鸟粪石；另一组直接采集工业管道沉积的天然鸟粪石。通过ICP-AES（电感耦合等离子体原子发射光谱）检测重金属、LC-qTOF-MS（液相色谱-四极杆飞行时间质谱）分析PFAS、pyr-GC/MS（热裂解-气相色谱-质谱联用）鉴定微塑料，构建了全面的污染物指纹图谱。

3.1 结晶效率验证
实验室结晶过程实现96%的磷酸盐去除率，电镜显示典型四臂星状晶体结构，证实方法可靠性。

3.2 重金属迁移风险
工业样本中铅（92 mg/kg）超标挪威Class 0标准2.3倍，汞（0.36 mg/kg）超标1.8倍，而实验室样本所有重金属均达标。研究表明高pH环境下鸟粪石对Cu、Cr等金属的强吸附特性是主因。

3.3 PFAS隐匿踪迹
仅在实验室样本检出痕量PFOS（0.06 ng/g），不足挪威提案限值的0.1%，但证实了PFAS可通过结晶过程结合。

3.4 微塑料搭便车
工业样本中检出惊人浓度的聚酰胺6.6（4800 μg/kg），溯源发现源自污泥脱水剂Zetag 8160，而聚乙烯（1660 μg/kg）可能来自管道材质。

这项研究首次系统揭示了鸟粪石作为污染物载体的双重角色：既是磷循环的功臣，也可能成为重金属和新兴污染物的传播媒介。特别值得注意的是，工业条件下形成的鸟粪石因接触复杂基质的时长优势，其污染负荷显著高于实验室产品。研究团队强调，未来污水磷回收工艺需增设预处理单元去除重金属，并警惕脱水剂等化学品引入的微塑料污染。这些发现为欧盟EC/2019/1009肥料法规的修订提供了实证依据，也为实现真正的"绿色肥料"指明了技术优化方向。