利用激光红外成像系统对化粪池中微塑料进行特征分析_刘娜娜.pdf

利用激光红外成像系统对化粪池中微塑料进行特征分析刘娜娜1，程世昆1，王雪梅1，李子富1，郑 蕾1，吕亚萍1，敖秀伟1，伍海闻2（1.北京科技大学 能源与环境工程学院 北京市工业典型污染物资源化处理重点实验室，北京100083；2.中国环境科学研究院 环境标准与风险评估国家重点实验室，北京100012）译者：刘娜娜；审查：程世昆；单位：北京科技大学环境科学与工程系论文来源：Water Research.2022，119293.Characterization of microplastics in the septic tank via laser direct infrared spectroscopy.https:/doi.org/10.1016/j.watres.2022.119293【关键词】新型污染物；卫生系统；微塑料；激光红外光谱；化粪池1研究亮点*激光红外光谱首次应用于化粪池中微塑料的检测；*化粪池中微塑料的丰度为 2 803（1 4894 816）个/g；*化粪池中共检测到 36 种不同类型的微塑料；*化粪池沉渣中的微塑料数量高出浮渣 1 个数量级。2背景人类日常生活严重依赖塑料制品，其活动产生的塑料颗粒会通过管道汇集到化粪池中，从而使化粪池成为一个巨大的塑料垃圾库。由于厌氧发酵的环境，化粪池中的塑料垃圾会发生变化（如微生物降解），这可能导致塑料碎裂成微塑料或者微塑料碎裂成更小尺寸的颗粒。目前，关于化粪池中的微塑料污染特征还未有相关研究报道，为填补这一领域的研究空白，本研究首次将激光红外成像系统（Laser Direct Infrared Spectroscopy，LDIR）应用于化粪池中微塑料的表征。3研究方法化粪池中微塑料的提取采用四步法，即前消解、前浮选、后消解和后浮选。前消解所用试剂是芬顿试剂和硝酸（65%），目的是去除大部分有机物；前浮选过程使用碘化钠溶液（7.5 mol/L，密度为 1.8 g/cm3）去除大部分无机物；后消解选择过氧化氢溶液，60 水浴锅中消解 2 h，目的是去除剩余有机物；后浮选包括两种浮选液，饱和氯化钠溶液和 7.5 mol/L 碘化钠溶液。所有操作步骤结束后，将提取出的颗粒浸泡在无水乙醇（色谱级别）中，浓缩至 200 L，最后用 LDIR 进行检测。4主要研究结果化粪池沉渣和浮渣中微塑料丰度分别为 2 302（1 2563 918）个/g 和 501（233898）个/g。共检测到36 种不同类型的微塑料，其中 26 种在沉渣和浮渣中均能检测到，浮渣中微塑料类型更加丰富，丰富度高出沉渣 21%。沉渣中发现 7 种不同颜色的微塑料，而浮渣中只发现了 3 种。化粪池中微塑料粒径偏小，主要集中在 20100 m。沉渣中微塑料形状有 4 种，分别是纤维（5%）、颗粒（23%）、碎片（72%）和圆粒。圆粒比例极小，只在 1 个样品中发现了 1 个；浮渣中发现了 3 种形状的微塑料，分别是纤维（10%）、颗粒（20%）、碎片（70%）。5结论与展望化粪池是微塑料巨大的“源”和“汇”，汇集了人类生产活动过程中产生的各种微塑料，数量巨大，而它也可能作为陆地系统中微塑料的潜在来源。本研究填补了化粪池中微塑料赋存特征的研究空白，也可为进一步摸清环境中微塑料赋存状态提供基础数据。建议未来的研究聚焦于不同类型的化粪池中微塑料情况以及化粪池污泥通过堆肥应用于土壤整个过程中微塑料的变化情况。第 31 卷第 1 期2023年2月环境卫生工程Environmental Sanitation EngineeringVol.31 No.1Feb.2023