《Desalination》：Microplastic removal in aquatic environments: Linking treatment mechanisms with environmental constraints and practical implementation
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•处理效果取决于颗粒特性、基体特性和水动力条件。•不同的去除机制在实际应用中面临各自的约束。•基于情景的框架将处理条件与选择和实施联系起来。•实际评估应考虑可扩展性、资源需求和残留物命运。引言微塑料（MPs）通常被定义为直径小于5毫米的塑料颗粒[1]，[2]，[3]，在环境中
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处理效果取决于颗粒特性、基体特性和水动力条件。
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不同的去除机制在实际应用中面临各自的约束。
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基于情景的框架将处理条件与选择和实施联系起来。
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实际评估应考虑可扩展性、资源需求和残留物命运。
引言
微塑料（MPs）通常被定义为直径小于5毫米的塑料颗粒[1]，[2]，[3]，在环境中表现出化学稳定性，使其能够长期存在[4]。许多研究表明，水生系统中的微塑料容易被鱼类、贝类和鸟类等生物摄入，因为它们的大小和形状与自然食物相似。水库鱼类内脏中含有8.8–51.3个颗粒/个体，鳃部含有9.5–52.6个颗粒[5]。此外，沿海贻贝和鸟类尸体中发现了高浓度的微塑料污染[6]，[7]。除了生物摄入外，微塑料的小尺寸和大表面积使其能够作为有害物质的载体，增强了从水生环境中吸附重金属和有机污染物（如多环芳烃（PAHs）、多氯联苯（PCBs）和全氟及多氟烷基物质（PFASs））的能力[8]，[9]。此外，研究表明微塑料中包含天然存在的塑料添加剂，如邻苯二甲酸酯和双酚A[10]，[11]，这些添加剂可能渗入环境，对水生生物构成额外的毒理学威胁，并对人类健康构成潜在风险[12]，[13]，[14]。考虑到这些因素，有必要从水生生态系统中去除微塑料，并开发高效和可持续的修复技术以实现有效管理。
实验室研究报告了通过过滤[15]、密度分离[16]、混凝絮凝[16]，[17]、磁分离[18]和高级氧化[90]有效去除微塑料。现场效果较难预测。实验室实验通常使用特殊的微塑料浓度、窄粒径分布、简化的水化学和可控水流。天然水体在时间和空间上变化。有机物质和悬浮固体竞争结合位点或阻碍分离，生物膜改变颗粒表面，水流、湍流和水位的变化影响输运和捕获[20]，[21]。粒径、形态、聚合物组成和老化程度进一步影响处理效果[22]，[23]。规模也改变了工程平衡。能量和试剂需求、设备维护和残留物处理在批量测试中可能可以接受，但在连续运行中成本高昂。高级氧化可以降解微塑料，但可能需要大量的能量或化学输入，并可能产生转化产物[24]，[25]，[26]，[27]。过滤和混凝可以从水中去除颗粒，但膜污染和保留固体或污泥的处置仍然是处理问题的一部分[28]，[29]，[30]。在水体中直接处理可以减少泵送和运输，除非过程与当地水动力学和生态约束相匹配，否则没有普遍优势。例如，水生植物可以拦截或吸附微塑料[31]，[32]，但其处理通量有限，收获的生物质必须加以管理以防止重新释放。这些差异解释了为什么实验室去除效率不能作为工程选择的唯一标准。
自主平台可能将监测和拦截扩展到无法进行持续人工操作的地点。海洋清洁的拦截器收集河流中的漂浮废物，并可在现场人力有限的情况下长时间运行[33]。WasteShark专为封闭或半封闭水体设计，将碎片收集与传感器结合，用于测量溶解氧、浊度和蓝藻等变量[34]。这些系统主要针对漂浮的宏观塑料；其对微塑料的相关性在于平台、传感和控制功能，这些功能可能支持经过验证的细颗粒捕获模块。协调车辆可以增加空间覆盖范围[35]，机器学习模型可以协助映射和运行调度[36]。因此，其价值应根据环境检测的准确性、附接处理单元的性能以及完整系统在野外条件下的可靠性来判断。
现有综述总结了一系列微塑料去除技术，但由于它们在处理机制上存在差异，且通常在不同的颗粒、水基体和水力条件下进行测试，因此它们之间的直接比较仍然困难。本综述通过考虑物理、化学、生物以及AI/IoT辅助方法的处理功能及其影响性能的条件，对它们进行了比较。特别关注微塑料的尺寸、形态、聚合物类型、老化、生物膜形成、水化学和悬浮物质。工程因素，包括水体类型、水动力学、处理能力、能量和试剂消耗、基础设施、维护、生态影响和残留物管理，也予以考虑。通过结合这些方面，本综述旨在澄清不同技术的适用条件，并支持超越单纯去除效率的更有意义的比较。
章节片段
数据采集
使用关键词"(*microplastic*) AND (removal OR remediation OR restoration OR control) AND (aquatic environment OR river OR lake OR ocean)"在Web of Science数据库中进行了全面搜索。搜索期间从2015年1月1日到2026年7月31日，限于文章和综述文章。共检索到2319篇出版物，以纯文本格式导出，包括完整记录和被引参考文献，用于文献计量分析。文献计量和
物理技术
物理技术是微塑料修复最成熟的策略，主要通过捕获和富集污染物来实现。其工程适用性强烈取决于目标水生情景。在污水处理厂等受控系统中，过滤和浮选可以在相对稳定的水力条件下提供高效分离。然而，它们在河流、湖泊和开放水域中的直接应用面临微塑料浓度低、动态
将处理功能与颗粒和基体特性匹配
上述审查的技术执行不同的功能，因此不应仅通过去除效率进行比较（表1）。过滤将微塑料保留在过滤介质或浓缩液中，浮选将颗粒转移到可回收的表面相，混凝促进聚集以便后续分离。生物方法将微塑料保留在生物质中或转移到生物沉积物中，而氧化过程改变聚合物结构。水中微塑料浓度的降低
结论
没有单一的过程能够在不产生运行或残留风险的情况下从水生环境中去除全范围的微塑料。物理方法可以快速捕获颗粒，但其效果取决于粒径、水流、污染和浓缩物处理。化学过程可以分离或转化微塑料，尽管从水中去除并未确立矿化或产品安全性。生物系统使用很少的直接能量，可能适合受控湿地，但处理通量，
CRediT作者贡献声明
邹海鹏：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，方法论，调查研究，概念构思。 丁顺：写作 – 审阅与编辑。 王尧：数据管理。 王建超：写作 – 审阅与编辑。 王重庆：数据管理。 张英爽：数据管理。 冯一静：写作 – 审阅与编辑，数据管理。 苏济明：数据管理。 萧雅威：写作 – 审阅与编辑。 李济辉：写作 – 审阅与编辑。 姜宏如：监督，资金支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文中报告的工作。
致谢
感谢国家自然科学基金委员会（52400206和52660031）、海南省自然科学基金（425QN241）和海南大学科研启动基金（XJ2400008202）对本工作的支持。
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