洗衣活动中微纤维与微塑料释放的影响因素：类型、数量与特性研究

《Journal of Hazardous Materials Advances》：Factors affecting the release of microfibers and microplastics from laundry activities: type, quantity, and properties

　　

洗衣活动会释放微纤维（microfibers, MFs）和微塑料（microplastics, MPs）。本研究旨在评估排放源处MFs/MPs的释放并识别关键洗涤参数。结果显示，自助洗衣店产生的MFs和MPs高达1.6×10⁴个/升，显著超过家庭和投币式洗衣源；在滚筒式洗衣机中以较高洗涤速度洗涤棉和涤纶织物会显著影响MFs和MPs的释放；在所有洗衣来源和实验条件下，20–300 μm粒径范围内的MFs和MPs均占主导比例。

全球对合成纺织品的需求使洗衣活动成为微塑料污染的重要来源。涤纶（polyester）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）织物在洗涤、磨损等生命周期过程中会释放微塑料纤维、纳米塑料及亚微米颗粒。微纤维（microfibers, MFs）通常指直径小于20 μm、长度可达5 mm的线状颗粒，而微塑料（microplastics, MPs）被定义为尺寸在1 μm至5 mm之间的固体合成颗粒。由于合成纤维已占全球纺织品产量60%以上，家庭洗衣估计每年向海洋贡献约35%的初级微塑料。尽管污水处理厂（WWTPs）可去除大部分MPs，但大量洗衣废水仍使数十亿纤维绕过过滤屏障进入水生生态系统。MPs因比表面积大，可吸附持久性有机污染物（POPs）、多氯联苯（PCBs）和多环芳烃（PAHs），并可通过食物链传递，造成消化道损伤、炎症和内分泌干扰等生态风险。目前，关于洗衣参数对MFs/MPs释放的影响多在受控实验室条件下评估，难以反映真实洗衣实践；洗涤参数（机器类型、速度、洗涤剂形态与来源）的联合效应尚未系统表征。因此，本研究旨在从排放源评估洗衣活动的MFs/MPs释放，并识别关键洗涤参数，为制定缓解策略提供依据。

研究人员于2025年6月至8月在泰国曼谷开展了实地调查和模拟实验。样本队列包括家庭（n=3）、投币式洗衣店（n=3）和自助洗衣店（n=3）的真实废水样本，以及来自曼谷当地市场的棉（天然纤维）和涤纶（合成纤维）织物。关键方法包括：①通过QR码数字化问卷（n=322，家庭用户82.20%，洗衣业经营者17.80%）收集洗衣习惯参数，采用项目-目标一致性（IOC）指数验证问卷有效性（IOC=0.8）；②开发实验室规模洗衣模拟机（10个不锈钢滚筒，可调节前开门/顶开门构型和转速），在控制条件下测试机器类型、洗涤速度（50、100、150 rpm，对应G力0.210、0.839、1.887 g）、洗涤剂形态（粉末、液体、凝胶球）及洗涤剂来源（百货商店与当地市场）；③采用分级筛过滤（20–1000 μm）、30% H₂O₂消化、3D立体显微镜计数测定MFs/MPs丰度与尺寸分布；④用傅里叶变换红外光谱（FTIR）鉴定聚合物类型，扫描电子显微镜（SEM）表征织物表面形态；⑤高效液相色谱（HPLC）测定阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸盐（LAS）浓度；⑥统计分析采用单因素方差分析（One-Way ANOVA）、Tukey诚实显著差异（HSD）检验、主成分分析（PCA）和冗余分析（RDA）。

3.1 现实洗衣行为：现场调查表明，53.4%的受访者使用顶开门洗衣机，33.9%使用前开门，86.6%使用常温洗涤，64.9%使用液体洗涤剂，38.5%使用粉末洗涤剂，34.2%不计量洗涤剂用量。这些真实行为为实验参数设定提供了依据，表明机械摩擦和常温物理磨损是典型洗衣过程的主要应力来源。

3.2 洗衣废水和纺织材料的MFs/MPs特征：
3.2.1 FTIR聚合物鉴定：FTIR分析显示，赛璐玢（cellophane, CEL）是三种来源废水中最普遍的聚合物，占比分别为家庭38%、投币式40%、自助洗衣店58%；聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）和聚乳酸（PLA）等聚合物在不同来源中亦有检出。棉织物FTIR谱图呈现典型纤维素特征峰（O-H、C-H、C-O-C），涤纶织物呈现PET的酯羰基（C=O）和C-O峰，说明FTIR可有效区分天然与合成聚合物。
3.2.2 MFs/MPs释放与尺寸分布：自助洗衣店废水释放的MFs/MPs总浓度最高，达1.1×10⁴–1.6×10⁴

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