【专家视角】哈工大马军院士团队WR|饮用水膜处理过程中微塑料释放机制

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（来源：生态修复网）

11月16日，哈尔滨工业大学马军院士团队鲍现副教授课题组在Water Research在线发表了题为“Purifying or Polluting? Tracing Membrane-based Microplastics Release for Long-term Drinking Water Safety”的研究论文，系统揭示了饮用水处理用聚合物膜（PVDF、PES、PSF）释放微塑料的经验规律。

饮用水安全仍是全球面临的严峻挑战。当传统研究聚焦于微生物与化学污染物时，一种更具隐蔽性的威胁已然显现——微塑料（粒径<5毫米的塑料颗粒）。这类物质不仅遍布水生生态系统，更能高效渗透人体组织。最新解剖研究证实，微塑料已广泛累积于大脑等重要器官，人均承载量相当于4.5个聚乙烯瓶盖，且与心血管事件发生风险提升4.5倍直接相关。值得注意的是，1–5 µm粒径的微塑料在人体暴露途径中占据主导，最易突破生物屏障进入循环系统，引发炎症反应、内分泌干扰，并可能加速疾病进程。仅通过饮用水途径，人类每周即摄入0.1–5克微塑料，这意味着微塑料已从环境污染问题演变为可量化的生理负担。鉴于微塑料具有生物累积性且对人类健康的威胁日益凸显，亟需对其暴露途径进行深入研究。

饮用水处理工艺——尤其是旨在保障安全的膜过滤技术——正面临悖论风险：聚合物膜材料在特定压力作用下自身可能释放微塑料，从而部分抵消其净化效能。为填补这一关键认知空白，本研究系统量化并表征了三种典型膜材料在模拟饮用水处理条件（特别是预氧化与化学清洗工序）下的微塑料释放规律。通过对三种主流膜材料（PVDF、PES与PSF）在模拟饮用水处理条件下的系统测试，结合形貌表征（扫描电镜）、化学指纹图谱（傅里叶变换红外光谱）与颗粒追踪（共聚焦拉曼显微光谱）技术，实现了预氧化与化学清洗周期中尺寸分级微塑料释放的精准量化。结果表明，这两类工序均会通过诱导膜聚合物发生物理化学降解而显著加剧微塑料生成，不同膜材料释放特征的显著差异揭示了材料特异性敏感度与降解路径的影响，突显膜材料选择在风险防控中的关键作用。尤为关键的是，释放的微塑料主要集中于1–5 µm这一安全敏感尺寸区间，该现象在所有实验条件下均稳定出现。通过将本征释放规律置于实际水厂运行参数框架内解析，本研究明确了膜衍生微塑料与整体去除效能的关联性，并识别出保障膜工艺持续实现净净化效应的运行条件。

当结合实际水厂运行参数进行解读时，本研究发现的本征释放规律表明：在控制氧化剂暴露量、清洗强度与水力学边界于适当范围内时，膜工艺仍可保持净净化能力，膜衍生微塑料仅占整体微塑料负荷的有限份额。在此意义上，聚合物膜呈现双重角色：在极端工况下既净化水体又释放微塑料，而优选的操作窗口可保障其净效益。展望未来，需拓展时序解析测试、统一检测标准并开展中试/规模化验证，以优化操作窗口，为保障长期饮用水安全夯实基础。

(生态修复网)