微塑料与纳米塑料：城市水体中的隐形污染者，危害与去除技术大起底

在塑料制品充斥生活的当下，微塑料（MPs）与纳米塑料（NPs）正悄然成为城市水体中的隐形污染源。它们不仅广泛存在于自然水体中，还通过各种途径进入我们的饮用水系统，对人类健康构成潜在威胁。近期，一篇发表在《Water Research》上的综述文章深入剖析了微塑料与纳米塑料在城市水体中的环境行为、危害以及去除技术，为应对这一全球性挑战提供了科学依据。

微塑料与纳米塑料的环境行为差异

微塑料与纳米塑料在水体中的行为存在显著差异。微塑料由于尺寸较大，主要受重力、水流和浮力影响，在水体中的沉降和聚集过程相对容易预测。然而，纳米塑料由于尺寸极小，展现出更强的胶体稳定性，能够在水体中长时间悬浮，且更容易与水中的无机离子和溶解性有机物发生相互作用，其聚集和沉降过程受到离子强度和有机物浓度的显著影响。研究表明，随着水体中离子强度的增加，纳米塑料的稳定性降低，而溶解性有机物的存在则可能在一定程度上抑制纳米塑料的聚集，使其在水体中的分布更加复杂。

微塑料与纳米塑料对人类健康的危害

微塑料与纳米塑料对人类健康的潜在危害不容忽视。微塑料主要在消化系统中积累，而纳米塑料由于尺寸更小，能够穿透细胞膜，进入人体组织和细胞内部。研究表明，纳米塑料能够携带比微塑料多出数倍甚至数十倍的污染物，这些污染物在人体内的释放可能引发更严重的健康问题。此外，纳米塑料还可能与血液中的蛋白质相互作用，形成蛋白-塑料复合物，导致血管阻塞。在孕期，纳米塑料还可能影响胎儿的正常发育，增加流产等妊娠并发症的风险。

城市水体中微塑料与纳米塑料的去除技术

为了更有效地去除微塑料与纳米塑料，研究者们正在探索一系列新兴技术。在分离技术方面，新型混凝剂、新式滤材和新型膜材料的研发取得了显著进展。例如，磁性混凝剂、生物炭增强砂滤、金属有机框架膜等技术在去除微塑料和纳米塑料方面展现出良好的效果。在降解技术方面，光催化、芬顿、臭氧和过硫酸盐氧化等高级氧化技术能够有效降解微塑料和纳米塑料。这些技术通过产生具有强氧化能力的自由基，将塑料颗粒分解为小分子产物，甚至进一步矿化为二氧化碳、水和无机盐。

面临的挑战与未来展望

尽管在微塑料与纳米塑料的检测、毒性评估和去除技术方面取得了一定进展，但仍面临诸多挑战。在检测方面，需要开发更灵敏、更准确的技术来测量环境样本中的纳米塑料。在毒性评估方面，应使用从实际环境样本中分离的微塑料和纳米塑料进行毒理学实验，以更准确地评估其对人类健康的潜在危害。在去除技术方面，需要综合考虑分离和降解技术的协同作用，开发连续流反应器，并评估各种技术的运行成本，以实现微塑料和纳米塑料的有效去除和资源回收。

此外，生物技术作为一种低成本、低碳排放的处理方式，也显示出一定的潜力。通过微生物的代谢作用，可以将微塑料和纳米塑料分解为生物量资源，实现资源的循环利用。未来的研究应进一步探索微塑料和纳米塑料在城市水体中的环境行为，开发更加高效、经济、环保的去除技术，同时加强对公众的教育，提高人们对塑料污染问题的认识，共同应对这一全球性挑战。

参考文献：[1] LIU S, CHEN Q, DING H, et al. Differences of microplastics and nanoplastics in urban waters: Environmental behaviors, hazards, and removal [J]. Water Research, 2024, 260: 121895.