《Journal of Environmental Sciences》：Assessing microplastic fate through textile wastewater treatment plants: Stage-specific retention and removal performance
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微塑料污染治理研究：孟加拉国四座纺织废水处理厂（WWTPs）各阶段微塑料去除效率及水质关联分析。研究显示初级处理去除38.8%，二级累计去除71.8%（最终排放166-233 particles/L），三级处理提升至95.6%（<28 particles/L）。探讨了pH、BOD、COD等水质参数与微塑料分布的关联。
拉哈特·莫斯托法·普兰特尔（Rahat Mostofa Prantor）| 马德·赛义夫尔·伊斯兰（Md Saiful Islam）| 马德·努鲁尔·阿布萨尔（Md. Nurul Absar）| 纳菲莎·安朱姆·里米（Nafisa Anjum Rimi）| 马德·雷扎乌尔·卡里姆（Md. Rezaul Karim）| 哈里纳拉扬·达斯（Harinarayan Das）| 甘加达尔·安达卢里（Gangadhar Andaluri）
孟加拉国加齐普尔（Gazipur）1704，伊斯兰技术大学（Islamic University of Technology, IUT）土木与环境工程系
摘要
工业废水处理厂（WWTPs）是防止微塑料（MPs）进入生态系统的重要防线。尽管去除效果显著，但这些工厂仍会释放出可检测数量的微塑料。大多数研究仅关注进水口和最终出水口的情况，而对中间处理阶段中微塑料的命运了解甚少。为了解决这一问题，本研究监测了四个全规模工业废水处理厂各处理阶段中的微塑料含量及标准水质指标。A厂和B厂采用了常规的一级和二级处理工艺，而C厂和D厂则增加了三级处理工艺。研究内容涵盖了微塑料的丰度、粒径分布、形状以及聚合物成分，并分析了其与pH值、生化需氧量、化学需氧量、总悬浮固体、总溶解固体和电导率等水质指标之间的相关性。进水口中的微塑料浓度范围为549至823颗粒/升。聚合物成分主要以尼龙（聚酰胺）为主，通常以纤维形式存在。一级沉淀过程可去除38.8%的微塑料，二级处理过程再去除36.8%，两者合计去除率为71.8%，出水口中的微塑料浓度为166-233颗粒/升。三级处理的加入使去除效率提高到95.6%，最终排放浓度平均降至28颗粒/升以下。
引言
微塑料（MPs）是指直径小于5毫米的塑料颗粒，是全球水生和陆地环境中普遍存在且难以降解的污染物（Thompson等人，2004年）。由于其微小尺寸和高表面积，微塑料能够吸附和传输多种有毒物质（Islam等人，2023年；Rafa等人，2024年），包括持久性有机污染物（Fu等人，2021年）、重金属（Gao等人，2021年）、多环芳烃（Kong等人，2023年）、多氯联苯（Llorca等人，2020年）、抗生素（Wang等人，2023a年）以及阻燃剂和增塑剂等化学添加剂（Chen等人，2022年）。这些物质对水生和陆地生物构成威胁，也可能影响人类健康（Campanale等人，2020年；Islam等人，2025年；Sikder等人，2026年；Wu等人，2022年）。随着环境负荷的持续增加，微塑料污染已成为一个长期存在的全球性挑战。
纺织业是微塑料污染的主要来源之一，因为该行业大量使用合成纤维（De Oliveira等人，2023年；Hossain等人，2025年）。这些合成纤维在其生命周期中会释放出微小的塑料颗粒（微纤维）。在制造过程中，大量微纤维被释放到环境中（Wang等人，2023b年），而在洗涤合成服装时，数千微塑料颗粒会随废水排出，常常绕过过滤系统进入自然水体（Karim等人，2024年；Liu等人，2021年；Ramasamy和Subramanian，2021年）。据估计，每年约有20万至50万吨来自纺织业的微塑料进入全球海洋环境（欧洲环境署，2023年）。因此，纺织业产生的微塑料污染已成为一个亟需关注的重大环境问题。最新研究表明，废水处理厂（WWTPs）根据其处理效果，既可能是微塑料的拦截点，也可能成为其传播途径（Jiang等人，2022b年）。鉴于纺织业产生的微纤维排放量巨大，尤其是位于工业区的废水处理厂，在微塑料进入水生生态系统之前起到了关键的控制作用（Ramasamy等人，2022年；Xu等人，2018年）。
近年来，关于市政废水处理厂中微塑料污染及其去除的研究有所增加，但在理解工业废水（尤其是纺织废水）对微塑料排放的贡献以及这些颗粒在处理厂中的滞留效果方面仍存在明显不足。现有研究主要集中在市政或家庭废水处理厂（Le等人，2023年；Ribarova等人，2024年），往往忽略了纺织废水处理厂的独特污染物特征和运营复杂性——这些废水含有大量合成微纤维、表面活性剂、染料和有机物质（Liu等人，2021年；Xu等人，2018年；Horton等人，2021年）。尽管先进废水处理厂的微塑料去除效率可高达90%以上（Cristaldi等人，2020年），但化妆品中的聚乙烯微珠以及合成纺织纤维等微塑料仍经常在最终出水中被检测到并排放到水体中（Cesa等人，2017年），从而降低了处理效果。此外，虽然有一些研究量化了进水口和出水口中的微塑料浓度，但缺乏针对处理各阶段的详细数据。例如，一项针对孟加拉国11家纺织废水处理厂的调查显示，进水口中的微塑料平均浓度为615颗粒/升（范围170-1460颗粒/升），出水口为213颗粒/升（Haque等人，2024年）。中国某纺织废水处理厂的进水口微塑料浓度约为1730颗粒/升（Zhu等人，2025年），但很少有研究对一级、二级和三级处理过程进行详细分析。例如，在中国的两家工业废水处理厂中，微塑料浓度分别在一级、二级和三级处理过程中减少了52.20%、61.38%和93.81%（Huang等人，2023年）。缺乏这些阶段的数据限制了我们对微塑料最有效去除或滞留位置的认知。此外，关于水质参数与微塑料丰度之间关系的研究也很少，这导致关于影响微塑料滞留或通过处理系统的物理化学因素的重要问题仍未得到解答（Luo等人，2023年）。此外，相关文献存在明显的地域偏见，大多数微塑料相关研究集中在欧洲（Menéndez-Manjón等人，2022年）、中国（Li等人，2018年）和北美（Mason等人，2016年），而像南亚这样拥有世界最大纺织产业集群的地区在科学研究中却很少被关注（Amrutha等人，2021年；Prantor等人，2025年）。这些范围、分辨率和地域偏见的限制阻碍了基于证据的改进措施和监管标准的制定。
为填补这些关键知识空白，本研究对比评估了位于孟加拉国图拉格河三角洲（Turag River Delta）的四个纺织废水处理厂中的微塑料污染情况。这些处理厂采用不同的处理工艺，其中两个仅采用一级和二级处理，另外两个则加入了三级处理。通过评估微塑料的丰度、颗粒特性及处理阶段的去除效率，本研究旨在确定哪种系统设计最能有效减少纺织废水中的微塑料排放。此外，研究还探讨了微塑料丰度与关键水质参数之间的关联，从而揭示影响微塑料滞留的环境和运营因素。这些废水处理厂位于快速纺织城市化的地区，其排放物直接流入生态敏感的河流系统。鉴于这条河流兼具生态和社区功能，了解其处理厂的运行状况对于制定未来的污染控制策略和保护下游水生环境至关重要。
本研究对孟加拉国纺织废水处理厂中的微塑料污染进行了全面、分阶段的评估。该地区以高产量纺织生产闻名，但在微塑料研究领域却鲜有关注。通过直接比较不同处理阶段及是否采用三级处理技术的处理效率，本研究揭示了哪些处理配置最能有效减少微塑料进入自然水体。此外，通过分析微塑料丰度与水质参数之间的关系，本研究为监测工业废水中的微塑料动态提供了新的证据。这些发现有助于推进全球微塑料控制工作，并为改进工业废水处理厂、优化监测方法和升级技术提供指导。研究结果可为全球工业界和环境监管机构提供决策依据，特别是在面临类似污染挑战的快速增长地区。
采样地点
采样点
本研究选择了位于孟加拉国图拉格河流域科纳巴里（Konabari）和通吉（Tongi）工业区的四家纺织废水处理厂（WWTPs）作为研究对象（附录A图S1）。这些废水处理厂由纺织制造企业独立运营，代表了该国工业化最快的地区之一的典型处理工艺。A厂和B厂采用常规的一级和二级处理工艺，
微塑料的丰度
通过对从4家废水处理厂采集的废水进行视觉分析，量化了其中微塑料的含量。图2显示了所有废水处理厂各采样点的微塑料丰度。分析结果显示，所有废水处理厂的进水口微塑料平均浓度为679.1 ± 111.2颗粒/升，这与该地区的最新研究结果一致（Akyildiz等人，2022年；Haque等人，2024年；Xu等人，2018年）。随着废水流量的增加，微塑料浓度逐渐降低。
结论
本研究调查了四家向城市河流系统排放废水的纺织废水处理厂中的微塑料情况。进水口中的微塑料浓度较高，范围为549至823颗粒/升，其中以直径小于0.5毫米的尼龙和聚酯纤维为主，因为这些纤维在纺织工厂中广泛使用，且高压清洗和染色过程会释放大量细小纤维。一级处理过程可去除一定比例的微塑料，
作者贡献声明
拉哈特·莫斯托法·普兰特尔（Rahat Mostofa Prantor）：撰写初稿、概念设计、方法论制定、样品收集、实验室研究、数据分析、扫描电子显微镜（SEM）分析。
马德·赛义夫尔·伊斯兰（Md Saiful Islam）：概念设计、方法论制定、数据整理、正式分析、监督、审稿与编辑。
马德·努鲁尔·阿布萨尔（Md. Nurul Absar）：数据整理、方法论制定、正式分析、扫描电子显微镜（SEM）分析、审稿与编辑。
纳菲莎·安朱姆·里米（Nafisa Anjum Rimi）：实验室研究、撰写初稿。
马德·雷扎乌尔·卡里姆（Md. Rezaul Karim）：审稿与编辑。
未引用的参考文献
(Ahmed等人，2022年；Bayo等人，2020年；Long等人，2023年；Rasheed和Tshomo等人，2024年；Zhou等人，2020年)
作者贡献声明
拉哈特·莫斯托法·普兰特尔（Rahat Mostofa Prantor）：撰写初稿、方法论制定、调查、正式分析、数据整理、概念设计。
马德·赛义夫尔·伊斯兰（Md Saiful Islam）：审稿与编辑、监督、方法论制定、正式分析、数据整理、概念设计。
马德·努鲁尔·阿布萨尔（Md. Nurul Absar）：审稿与编辑、方法论制定、正式分析、数据整理。
纳菲莎·安朱姆·里米（Nafisa Anjum Rimi）：撰写初稿、调查。
马德·雷扎乌尔·卡里姆（Md. Rezaul Karim）：审稿与编辑。
哈里纳拉扬·达斯（Harinarayan Das）：正式分析。
甘加达尔·安达卢里（Gangadhar Andaluri）：
