文献分享 | EST：城市雨水中的微塑料和轮胎磨损颗粒：丰度、特征和潜在缓解策略

暴雨已经被确定是包括轮胎碎片（TWPs）在内的微塑料（MPs）进入水生栖息地的途径之一，但我们对城市雨水中MPs的数量以及控制雨水中MPs的潜在策略的了解仍然有限。在本研究中，我们在降雨事件时从微垃圾捕获装置（入口和出口）收集雨水样本，沉积物样本则从该装置中捕获的物质以及从建造的雨水湿地的入口和出口处收集。不同地点的雨水中MP（>25 μm）浓度各不相同，原水中为3.8至59 MPs/L，经处理的雨水中为1.8至32 MPs/L，表明通过该装置后MP浓度有所下降（去除率为35 - 88%）。TWPs占总颗粒物的95%，其次是聚丙烯(PP)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在废水中，TWPs的浓度为2.5至58 TWPs/L，在沉积物中，TWPs的浓度1450至4740 TWPs/kg。在已建湿地入口处的沉积物中发现的MPs丰度高于出口处，这表明湿地在清除暴雨水中的MPs方面具有潜在作用。这些研究结果表明，建造的湿地和微粒捕获装置都可以减少暴雨中的MPs向受纳水道的迁移。

Fig. 1. Different morphologies of MPs found in (A) inletstormwater samples and ( B) outlet stormwater samples.

图1 在（A）入口雨水样本和（B）出口雨水样本中发现的MPs的不同形态

Fig. 2. Number of MPs per L of stormwater samples collected from the inlet and outlet of microlitter capture devices at a car park and road during 2020.

图2 2020年从停车场和道路的微升捕集装置入口和出口收集的雨水样本中每升MPs的数量

Fig. 3. SEM images of TWPs.(A-C) TWPs detected in the stormwater samples and (D-L) virgin TWPs. The surface of particles extracted from stormwater shows a rough, damaged, and cracked surface compared to virgin particles

图3 TWPs的SEM图像。(A-C)在雨水样本中检测到的TWPs，(D-L)原始TWPs的扫描电镜图像。与原生颗粒相比，从雨水中提取的颗粒表面粗糙、受损且有裂纹

Fig. 4. Number of MPs per kg dry of the sediment collected from (A) stormwater-constructed wetland and (B) litter capture device.

图4 从（A）雨水建造的湿地和（B）垃圾收集装置收集的沉积物中每千克干重的MPs数量

Fig. 5. Chemical composition of MPs detected in the sediment samples using FTIR and pyrolysis GC-MS.

图5 利用傅立叶变换红外光谱和热解气相色谱-质谱仪检测沉积物样本中MPs的化学成分

1. 本研究对澳大利亚昆士兰州不同地点的城市雨水和雨水排水系统沉积物中的各种MPs进行了量化和鉴定。在所有样本（水和沉积物）中发现的最常见的MPs是来自汽车轮胎的TWPs，主要是二乙烯橡胶。这些结果表明，雨水径流是MPs的一个重要来源，其中TWPs是进入水道的主要MPs类型。

2. 通过雨水处理装置后，雨水中的MP浓度降低了35-88%，这表明简单的过滤策略就能有效减少雨水径流中MP的释放。因此，通过安装末端雨水处理系统可以改善道路径流中 MP的质量，建造的湿地还能将雨水中的多溴联苯醚截留在湿地沉积物中，从而减少向下游水生环境排放多溴联苯醚。

1. 本研究中检测到的 TWPs 表面比原始轮胎颗粒更粗糙，这突出了在未来生态毒理学研究中使用风化 MPs/TWPs 的重要性，因为颗粒的粗糙度和表面结构会影响其毒性和归宿。

2. 尽管围绕雨水中的MPs和TWPs已经有了大量研究，但目前还没有统一的方法来测量和证明总污染物捕获装置以及MPs去除装置的功效，本文探讨了一个过程，发现了一些可以借鉴的局限性。

3. 本文有助于学习评估雨水处理设备（微塑料捕获装置）从雨水中捕获和去除MPs和TWPs的效果，以及评估建造的雨水湿地在截留城市雨水沉积物中MPs方面的作用。

   文章信息

Ziajahromi S, Lu H C, Drapper D, et al. Microplastics and Tire Wear Particles in Urban Stormwater: Abundance, Characteristics, and Potential Mitigation Strategies[J]. Environmental Science & Technology, 2023, 57(34): 12829-12837.

   DOI:

https://doi.org/10.1021/acs.est.3c03949

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孟欣懿 | 供稿

   林永强 | 编辑

      陈磊 | 审核