近年来，随着全球塑料污染问题日益严重，微塑料（microplastics-MPs）在水和废水中的存在成为了人们关注的焦点。传统的饮用水处理厂（DWTPs）和污水处理厂（WWTPs）不能完全去除饮用水和污水中的MPs，其出水仍含有MPs。微塑料的赋存与富集不仅对水体生态系统和生物多样性造成威胁，也可能对人类健康构成潜在风险。因此，寻找高效、环保的微塑料处理方法成为了当今学术和工程领域的一个紧迫任务。
膜分离技术是一种先进的水/废水处理技术，微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）、膜生物反应器（MBR）等膜技术在去除MPs方面表现出了优异性能。伊斯坦布尔大学的科学家全面综述了膜技术对MPs的去除概况。他们在IWA期刊《Water Science & Technology》上分享了其研究成果《A review of microplastic removal from water and wastewater by membrane technologies》，在文献研究的基础上指出了膜技术去除MPs的现状和研究不足，并对进一步的研究提出了建议。
微塑料（MPs）是指直径小于5 mm的塑料微粒，它们常常来自于塑料制品的分解或者微细颗粒的塑料原料。这些MPs可以在环境中广泛分布，包括海洋、河流、湖泊、土壤和空气中。MPs具有持久性，难以降解，容易被生物吸收并进入食物链，因此其对环境和生物造成了潜在危害。目前，MPs已成为全球性的环境问题，引发了广泛关注和研究。关于MPs的来龙去脉，感兴趣的读者可以访问以下链接观看视频:
MPs在DWTPs和WWTPs的进水中广泛存在，其浓度主要受城市人口密度、生活习惯、废弃物管理策略、交通密度和季节等因素的影响。目前，针对饮用水和废水中MPs含量的标准分析方法尚未建立，主要由于在样本收集量、分析方法、设备的使用方式以及微塑料尺寸等方面存在差异。DWTPs和WWTPs进水中最常见的MPs是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚丙烯酰胺（PAM）等。图1为饮用水处理厂和污水处理厂进水中MPs的来源与性质。
图1. 饮用水处理厂与污水处理厂进水中MPs的来源及性质
膜技术对微塑料的去除效率
表1. DWTPs/WWTPs进水中MPs的特性及MPs的去除率
膜技术与其他技术去除微塑料的对比
混凝/絮凝、沉淀、浮选、砂滤、AOPs（高级氧化过程）与膜过滤是水/废水处理中常用于分离和去除微塑料的工艺，其去除MPs的效果可能受到MPs特性、混凝剂/絮凝剂类型和用量、操作条件以及水中其他污染物的并存等因素的影响。图2总结了从水和废水中去除MPs的常用方法的优缺点。
混凝/絮凝通过添加絮凝剂促使微塑料颗粒聚集形成较大的絮凝体，以在后续处理过程被分离并去除。对较小尺寸的MPs的去除率通常比较大尺寸的MPs去除率更高。相反，膜处理在不需要化学物质的情况下实现高MPs去除效率，体现出相较于混凝/絮凝的优势。
沉降法利用重金属盐等物质与微塑料颗粒结合沉淀，将微塑料从水中分离出来，可以有效去除高浓度的MPs，但低密度和小粒径的MPs不能有效沉降。相比之下，膜过滤可以去除各种尺寸的MPs，克服了物理沉淀的局限性。
砂滤则是利用多层不同颗粒大小的砂层过滤的传统水处理方法，可有效去除大尺寸MPs，但对小尺寸MPs的去除率很低。膜过滤则利用MF膜或NF膜等过滤介质，其孔径比砂滤介质的孔径小得多。因此，砂过滤不能有效去除的水/废水中的小尺寸MPs可以通过膜过滤有效去除。
AOPs利用臭氧、过氧化氢、紫外光等能促进微塑料颗粒降解分解，从而实现对MPs的有效降解和去除。然而，该类过程需要长时间的暴露，去除效率较低，并且依赖于化学品、能源和催化剂。相比之下，膜技术可考虑MPs的性质，快速、高效地去除水中和废水中的不同MPs。
图2. 从水和废水中去除MPs的常用方法的优缺点
微塑料从聚合膜向水/废水的释放
微塑料对膜污染的影响
小结
这项研究针对膜技术对微塑料的去除、微塑料从聚合膜向水/废水的释放等问题进行了全面且深入的讨论，对MPs去除以及膜技术领域做出了重要贡献。该项研究在强调膜技术作为更有效的MPs去除方法的同时，提出了未来针对膜材料的研究重点，为MPs去除技术的发展指明了方向。这篇综述着眼于解决实际问题，展望了未来的技术发展，为促进MPs去除的研究领域的发展提供了宝贵的参考和启发。
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原文链接：https://iwaponline.com/wst/article/88/1/199/95676/A-review-of-microplastic-removal-from-water-and
https://iwa-let.org/
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