《Journal of Hazardous Materials》：Hidden Pathways: Detection and Quantification of Microplastics Across Treatment Stages of Pharmaceutical WWTPs
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近期，制药工业已被确认为微塑料污染的新来源，特别是当处理后的废水排入水生系统时。尽管在水生动物、陆地环境和食品系统中广泛报道了微塑料，但与制药工业相关的微塑料的流行情况和特征仍知之甚少。本研究调查了从五个制药工厂的各种处理工艺中收集的样本的微塑料污染程度及其负
近期，制药工业已被确认为微塑料污染的新来源，特别是当处理后的废水排入水生系统时。尽管在水生动物、陆地环境和食品系统中广泛报道了微塑料，但与制药工业相关的微塑料的流行情况和特征仍知之甚少。本研究调查了从五个制药工厂的各种处理工艺中收集的样本的微塑料污染程度及其负荷和截留能力。进水和出水样本中发现的微塑料分别为720-920颗粒/升和170至490颗粒/升。同样，进水和出水之间的负荷和截留能力分别为0.99至1.90 ×108和54.76至67.07%。利用光学显微镜对微塑料按尺寸、形状和颜色进行分类，在处理过程的所有样本中，白色（3290 ± 765.44颗粒）、碎片（4270 ± 522.2颗粒）和尺寸（100至500 μm）占主导地位。聚合物成分分析显示聚乙烯最为丰富。此外，利用条件性破碎模型（conditional fragmentational model）和扫描电子显微镜（SEM）分析对出水样本进行了评估，结果表明微塑料可能是由较大的塑料材料在电导率（EC）和pH值的环境压力条件下分解产生的，这些因素在微塑料（MPs）的分布、聚合物表征和形态中起作用。此外，环境风险评估表明出水微塑料造成了不同程度的生态风险，强调需要减轻微塑料污染以维持生态系统和人类健康。
该论文题为《Hidden Pathways: Detection and Quantification of Microplastics Across Treatment Stages of Pharmaceutical WWTPs》，发表于《Journal of Hazardous Materials》。研究聚焦于制药工业废水处理厂（WWTPs），旨在填补制药源微塑料（MPs）的生成机制、分布特征及环境风险方面的知识空白。现有研究表明，制药工业广泛使用聚合物材料，且废水中含有活性药物成分（APIs）和复杂化学基质，使得制药废水中的微塑料可能具有独特的物理化学特性和更高的生态毒性，但针对该特定来源的系统性研究尚显不足。为此，研究人员通过检测制药废水处理各阶段的微塑料赋存特征，结合形态学分析与风险评估模型，揭示了制药生产过程中微塑料的迁移转化规律。
为开展此项研究，研究人员采集了五家制药工厂不同处理工艺的样本，区分进水（RWW）和出水（Effluent）。关键技术方法包括利用光学显微镜进行微塑料的尺寸、形状及颜色分类；通过聚合物成分分析确定化学组成；采用条件性破碎模型和扫描电子显微镜（SEM）分析微塑料的表面形态变化及破碎机制；并运用污染负荷指数（PLI）、潜在生态风险指数（PERI）和聚合物风险指数（PRi）进行综合环境风险评估。此外，还通过皮尔逊相关性分析（Pearson correlation analysis）探讨了理化性质与微塑料丰度间的相互关系。
研究结果显示，微塑料在制药废水处理厂的各个采样区域均被检出，证明了其普遍存在性。微塑料丰度及处理效率分析表明，进水（Influent）中微塑料浓度为720至920颗粒/升，而出水（Effluent）中为170至490颗粒/升。计算得出的负荷和截留能力分别在0.99至1.90 ×108和54.76至67.07%之间。形态学分析指出，白色碎片（3290 ± 765.44颗粒）和100至500 μm尺寸的碎片（4270 ± 522.2颗粒）在所有样本中占主导，聚合物分析确认聚乙烯（PE）含量最丰富。通过条件性破碎模型和SEM分析发现，微塑料的产生可能源于较大塑料材料在电导率（EC）和pH值等环境压力因子作用下的分解，这些因子影响了微塑料的分布、聚合物特征和形态。环境风险部分通过PLI、PERI和PRi评估指出，尽管经过常规处理，出水中的微塑料仍构成不同程度的生态风险，强调了制定针对性缓解策略的必要性。
在结论部分，研究总结指出，制药工业废水处理厂出水中微塑料的浓度持续高于其他市政和工业废水处理厂，证实了制药工业排放是微塑料污染的重要点源。微塑料形态的多样性反映了制药制造、加工和包装过程中使用的塑料种类范围。尽管采用了常规处理工艺，微塑料并未被完全去除，导致其在水系统中累积。因此，研究强调了开发增强型去除工艺以解决微塑料问题的重要性，以及制定针对性缓解策略的必要性。从环境意义上看，该研究揭示了跨处理阶段微塑料的重要性，指出需通过改进去除技术和政策治理来维护生态系统和人类健康。
作者贡献声明显示，Thava Palanisami、Gowthamarajan Kuppusamy负责监督与项目管理；Praveen Thaggikuppe Krishnamurthy、Karuppasamy P. K.负责形式分析；Jey Kumar Pachiyappan负责初稿撰写与数据整理；Jawahar Natarajan负责调查与资金获取；Anitha Marimuthu负责文稿审阅与编辑。该研究得到了SPARC等项目的资助，且作者声明无利益冲突。
