未出生嬰兒的胎盤中發(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……新興污染物正越來越醒目地出現(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隊發(fā)表于Journal of Hazardous Materials的論文，發(fā)現(xiàn)常規(guī)污水處理廠出水中，部分新興污染濃度過高，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’?！?font>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)，也是日益發(fā)展的新技術(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)化機制、生物毒性、生態(tài)效應(yīng)和處理技術(shù)等的認識尚不充分。“多”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，包括環(huán)境內(nèi)分泌干擾物、藥品與個人護理用品、全氟類化合物等有機污染物，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)，因此近年來備受關(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)的影響。例如，痕量新興污染物即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?！睂O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)院教授吳連鋒對《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，甚至它在自來水消毒中的含氮副產(chǎn)物具有潛在公共衛(wèi)生危害，都還沒有引起廣泛關(guān)注?！?/p>

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），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?！?/p>

“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，是新興污染物進入環(huán)境中的重要途徑?！睂O倩說。

張錫輝團隊的研究表明，城市污水中，京津冀地區(qū)、長三角地區(qū)和珠三角地區(qū)污染最嚴重。

“我們現(xiàn)在陷入一個‘死循環(huán)’中?！睆堝a輝說，“人們服藥后，一些成分經(jīng)代謝排出人體，進入污水廠，如果污水處理廠不能妥善處理，最后又排進河流，匯入水庫，再進入城市自來水供水系統(tǒng)。如果乙炔雌二醇達到0.2個納克/升，就會有生物毒理效應(yīng)出現(xiàn)，現(xiàn)在有的污水廠乙炔雌二醇已經(jīng)達到400多納克/升，這個是相當(dāng)嚴重的?！?/p>

據(jù)張錫輝介紹，污水處理通常分三個階段，一是去除BOD(生化需氧量) 、COD(化學(xué)需氧量)和氨氮一些導(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)），達到三、四類水標準；三是像歐洲一些發(fā)達國家一樣，出臺針對新興污染物的標準，在標準的指導(dǎo)下進行污水處理升級改造，去除痕量的新興污染物。

“我國學(xué)者在這方面的關(guān)注比較早，研究非常多，這個領(lǐng)域也容易發(fā)文章。但相對來說，技術(shù)和應(yīng)用方面研究較少?！睆堝a輝說，“一是目前我國大部分污水處理廠的主要目標是脫氮除磷，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準，污水處理廠缺乏改造升級的動力?！?/p>

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”。

在最新發(fā)布的論文中，張錫輝團隊提出一種納米陶瓷濾膜對城市污水進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，其效率可以達到99%以上?！睆堝a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。”

治理需要對癥下藥

孫倩認為，現(xiàn)行污水處理系統(tǒng)雖然具有一定程度的去除多數(shù)新興污染物的能力，但是，未被完全去除的新興污染物進入自然環(huán)境中，其在流域自凈作用下會進一步衰減。近年來我國高度重視生態(tài)環(huán)境保護工作，水環(huán)境質(zhì)量得到大幅度改善；“對于飲用水而言，新興污染物在城市供水系統(tǒng)中的檢出頻率低，偶見的檢出濃度也極低”。

“若出現(xiàn)泄漏等突發(fā)事件污染飲用水源，給水（飲用水）凈化所涉及的混凝、過濾等工藝，結(jié)合活性炭吸附和高級氧化等深度處理技術(shù)，可一定程度上去除新興污染物?！睂O倩說，“即便如此，處理過程仍需考慮不同類別新興污染物的理化性質(zhì)和環(huán)境行為，治理過程需要對癥下藥?！?/p>

“目前人們對新興污染物的認知有限，相關(guān)研究仍需進一步深入?！睂O倩建議發(fā)展高通量的檢測技術(shù)，加強新興污染物監(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。



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