纺织印染废水不同处理阶段微纤维分析方法比较及污染特征研究

本研究针对纺织工业废水中的微纤维(MFs)和微塑料(MPs)污染问题，系统比较了地下水源、进水、出水和污泥四种水样的预处理方法（无处理/快速氧化/延长氧化）、过滤材料（不锈钢/氧化铝/混合纤维素酯膜）和两种显微傅里叶红外光谱(μFTIR)系统的分析效能。研究发现进水MFs浓度最高达825 MFs/L，污水处理厂仅能去除36.97%，主要纤维成分为聚酯和纤维素基材料（棉/人造丝/莱赛尔），研究为工业废水微纤维监测提供了标准化分析框架。

　　

纺织工业是全球微塑料污染的重要来源，其中长度小于5毫米的微纤维(Microfibers, MFs)因其在洗涤过程中的持续释放和污水处理厂(WWTP)的不完全截留，已成为水生态系统的顽固污染物。更令人担忧的是，这些纤维可能携带荧光增白剂(FWAs)和有毒添加剂，通过食物链威胁生物健康。然而，当前对纺织废水不同处理阶段（特别是印染环节）的微纤维分析方法缺乏系统比较，导致污染评估存在显著偏差。

为破解这一难题，研究人员在意大利某纺织印染厂采集了地下水源、进水、出水和污泥四类样本，开展了一项多维度方法学比较研究。通过设计三级实验方案——样本特异性预处理（无处理/50℃快速氧化/室温延长氧化）、三重过滤材料（不锈钢53μm/氧化铝0.2μm/MCE膜0.2μm）和双实验室μFTIR系统交叉验证，最终建立了一套针对不同有机负荷样本的优化分析流程。该成果发表于《Journal of Hazardous Materials Advances》，为工业废水微纤维监测提供了首个标准化技术框架。

关键技术方法包括：1) 基于化学需氧量(COD)的过氧化氢(H₂O₂)氧化预处理剂量计算；2) 单步/两步过滤策略比较；3) 显微光谱双平台分析（Shimadzu AIM-9000直接滤膜分析 vs Thermo Nicolet iN10单粒子反射模式）。

研究结果方面：
3.1 方法学比较
预处理环节发现地下水源无需处理，而污泥需结合氧化与密度分离。过滤材料中氧化铝膜虽光谱质量最佳但易碎，MCE膜成为性价比之选。μFTIR分析显示直接滤膜法效率高但信噪比低，单粒子转移法则相反。

3.2 MFs定量与特征
进水MFs浓度(825 MFs/L)是出水(520 MFs/L)的1.6倍，污水处理厂截留率仅36.97%。长度分布显示0.5-1mm纤维占比最高（进水63%），透明纤维(含FWAs)和蓝色荧光纤维占主导。材料分析揭示纤维素基(棉/人造丝/莱赛尔)和聚酯是主要成分，其中污泥富集了18%的丙烯酸纤维。

3.3 处理效能评估
箱线图显示进水样本变异系数最大，反映生产过程的波动性。虽然污水处理厂对>100μm纤维有部分截留效果，但出水中仍持续释放大量微纤维，证实现有工艺存在明显缺陷。

这项研究的重要意义在于：首次系统评估了纺织印染全流程的微纤维释放特征，揭示了荧光增白剂标记纤维的环境风险。提出的"快速氧化+MCE膜过滤+μFTIR验证"标准化流程，将不同实验室的检测差异最小化。特别值得注意的是，研究发现的36.97%去除率远低于市政污水厂报告值(85%)，说明工业废水需要开发专用处理技术。未来研究需突破100μm检测限，并开发自动分析算法以克服人工操作偏差。这些发现不仅为欧盟2023/2055微塑料法规提供了技术支撑，更为纺织行业绿色转型指明了污染控制的关键节点。