人類胎盤中發(fā)現(xiàn)微塑料顆粒，二甲雙胍的自來水消毒副產(chǎn)物具有潛在公共衛(wèi)生安全危害……近來的一些報道表明，新興污染物越來越醒目地出現(xiàn)在我們身邊。
近日，清華大學(xué)深圳國際研究生院教授張錫輝團(tuán)隊發(fā)表于《有害物質(zhì)雜志》的研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)污水處理廠出水中，部分新興污染物濃度過高，該研究同時提出一種基于納米陶瓷膜的組合工藝方案用于城市污水深度處理。
既“新”又“多”的污染
學(xué)術(shù)界認(rèn)為，新興污染物通常指環(huán)境中新出現(xiàn)或新近引起關(guān)注的、尚未列入常規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)、對生態(tài)環(huán)境和人類健康具有危害或潛在風(fēng)險的化學(xué)或生物污染物。
“其特點主要是‘新’和‘多’。”中科院城市環(huán)境研究所研究員孫倩告訴《中國科學(xué)報》，“新”不僅指新合成、新應(yīng)用的物質(zhì)，也指新技術(shù)、更靈敏的設(shè)備檢出和發(fā)現(xiàn)的污染物。因為新，人們對其在環(huán)境中的污染水平、分布特征、遷移規(guī)律、轉(zhuǎn)化機(jī)制、生物毒性、生態(tài)效應(yīng)和處理技術(shù)等的認(rèn)識尚不充分。“多”則體現(xiàn)在其覆蓋了種類繁多的物質(zhì)。新興污染物是個統(tǒng)稱，其包括環(huán)境內(nèi)分泌干擾物、藥品與個人護(hù)理用品、全氟類化合物等有機(jī)污染物，也包括納米材料、微塑料、抗生素抗性基因等。
“這些新興污染物因具有較高的生物毒性或生態(tài)效應(yīng)，近年來備受關(guān)注。總的來說，新興污染物的種類繁多、結(jié)構(gòu)各異，其在環(huán)境中的行為各異，有的容易經(jīng)由生物降解、光解和/或水解等過程自然衰減，也有的性質(zhì)穩(wěn)定，可長期存在于環(huán)境中，造成持續(xù)影響。例如，痕量新興污染物可能影響微型生物群落這一維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵類群。”孫倩說。
“根據(jù)目前的科研數(shù)據(jù)和報道，類似污染確實越來越多。”西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員吳連鋒對《中國科學(xué)報》說，“比如，被廣泛推崇為萬能神藥的二甲雙胍使用量日益增加，它經(jīng)人體代謝后排入大自然或水系，它在自來水消毒過程中的含氮副產(chǎn)物具有潛在公共衛(wèi)生危害，但這些都還沒有引起廣泛關(guān)注。”
常規(guī)技術(shù)去除效率低
“城市污水中的新興污染物主要有兩類，一是環(huán)境激素類物質(zhì)，例如雙酚a和炔雌醇，二是抗生素類物質(zhì)，例如磺胺類抗生素。”張錫輝對《中國科學(xué)報》說，“前者會影響生育和嬰兒性別，比如避孕藥的主要成分乙炔雌二醇（ee2）。再比如雙酚a作為廣泛使用的塑化劑，普遍用于塑料行業(yè)、電子行業(yè)，因此在水里分布很廣，濃度也比較高。”
在孫倩看來，城市人口密集，污染排放集中，城市污水處理系統(tǒng)受納人類排放的新興污染物，是新興污染物進(jìn)入環(huán)境的重要途徑。
張錫輝團(tuán)隊的研究表明，城市污水中，京津冀地區(qū)、長三角地區(qū)和珠三角地區(qū)污染最嚴(yán)重。
“我們現(xiàn)在陷入一個‘死循環(huán)’中。”張錫輝說，“人們服藥后，一些成分經(jīng)代謝排出人體，進(jìn)入污水廠，如果污水處理廠不能妥善處理，最后又排進(jìn)河流，匯入水庫，再進(jìn)入城市自來水供水系統(tǒng)。如果ee2達(dá)到0.2納克/升，就會有生物毒理效應(yīng)出現(xiàn)，現(xiàn)在有的污水廠ee2已經(jīng)達(dá)到400多納克/升，這個是相當(dāng)嚴(yán)重的問題。”
據(jù)張錫輝介紹，污水處理通常分三個階段，一是去除導(dǎo)致水體黑臭的物質(zhì)；二是脫氮除磷（導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)），達(dá)到三、四類水標(biāo)準(zhǔn)；三是像歐洲一些發(fā)達(dá)國家一樣，出臺針對新興污染物的標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下進(jìn)行污水處理升級改造，去除痕量新興污染物。
“我國學(xué)者在這方面的關(guān)注比較早，研究非常多。但相對來說，技術(shù)和應(yīng)用方面研究較少。”張錫輝說，“一是目前我國大部分污水處理廠的主要目標(biāo)是脫氮除磷，解決水體富養(yǎng)化問題。二是我們還沒有出臺相應(yīng)的控制新興污染物的標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠缺乏改造升級的動力。”
多數(shù)污水處理廠主要面向常規(guī)污染物，所采用的技術(shù)對去除新興污染物效率很低，不能有效降解去除五花八門的新興污染物。因為新興污染物濃度極低，約是常規(guī)污染物濃度的百萬分之一，兩者完全“不是一個量級的”。
新技術(shù)應(yīng)對新興污染物
在最新發(fā)布的論文中，張錫輝團(tuán)隊提出一種使用納米陶瓷濾膜對城市污水進(jìn)行深度處理的解決方案。
“這種濾膜可以在納米孔隙里，催化分解去除納克量級的污染物，其效率可以達(dá)到99%以上。”張錫輝說，“只要在污水處理最后階段加上這樣一套納米催化濾膜即可。”
“目前人們對新興污染物的認(rèn)知有限，相關(guān)研究仍需進(jìn)一步深入。”孫倩則建議發(fā)展高通量的檢測技術(shù)，加強(qiáng)新興污染物監(jiān)測力度和普查水平，提升對環(huán)境中新興污染物的污染現(xiàn)狀和環(huán)境行為的認(rèn)知；系統(tǒng)評估痕量污染物及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的生物毒性和生態(tài)效應(yīng)，識別高風(fēng)險物質(zhì)。同時開展前瞻性科研，發(fā)展和儲備高效控制新興污染物的技術(shù)和工藝，有效控制新興污染物的效應(yīng)和風(fēng)險。
來源:中國科學(xué)報
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