Table of Contents

Мікропластичне забруднення виникло як первазивний екологічний забруднювальний апарат, інфільтрує акватичні екосистеми, ґрунт та навіть атмосферу. Заводи очищення стічних вод (WWWTP) слугують як основним напрямком для мікропластів, що входять до середовища та потенційною точкою втручання. Серед різних технологій лікування, що посилюють фільтри — класична система біофільтрування — це сильно на міцних та різнопланових мікробіальних громад, щоб деградувати органічні забруднюючі речовини. Впровадження мікропластів в ці системи позбавляє від нової загрози, потенційно порушує делікатну мікробальну екологію та компромізуючу ефективність лікування. Розуміння механізмів, за допомогою яких мікропласти біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на якість біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтри, що впливають на біофільтрують

Джерела та характеристики мікропластів у стічних вод

Мікропластичними векторами визначаються як пластикові частинки менше 5 мм у їх довгий розмір. Вони надходять відпрацьовані води з широкого спектру джерел, включаючи синтетичні текстильні волокна від білизни, мікробіди з особистих продуктів догляду (нині заборонені в багатьох юрисдикціях, але все ще присутні в системах з спаданням), фрагменти з пластикової упаковки, а також частинки зносу шин від стоку. Типові ВВП впливають на мікропластичні частинки на кубічний метр. Частинки різняться у вигляді (фібри, фрагменти, плівки, сфери), полімерний тип (поліетилен, поліпропілен, полістирол, поліестер), щільність — предмети, що впливають на їх транспортні добавки та взаємодію з біологічними мікроелементами.

Мікробіальна спільнота фільтрів для колекціонування

Фільтри для цегельних покриттів складаються з фіксованого місця середовища (рок, пластик, або лаг) над якими розподіляється стічних вод. Комплексний біофільм розвивається на поверхні ЗМІ, складається з бактерій, археі, грибів, протозой, а іноді невеликої метазои. Біофільм розшаровується, з аеробними шарами біля поверхні та антиоксидантними або анаеробними зонами глибоко в межах. Основні функціональні групи включають гетеротрофи, які окислюють органічні вуглецеві речовини (БОД), нітрифікатори (аміакислюючі бактерії та нітритовокислимі бактерії), анітролізатори в біофільтрах

Механізми впливу мікропластичного впливу на біофільтрмські громади

Фізична інтерференція та біофільм Архітектура

Мікропластичні частинки можуть фізично поглиблені в рамках матриці біофільму, що чергує її пористість і зменшення дифузії кисню і поживних речовин до більш глибоких шарів. Волокно, зокрема, може заплутуватися з EPS, що призводить до закупорювання і знеболювання. Наявність важкого, нерозширених частинок може також збільшити зсувний стрес, що викликає передчасне знезараження біофільму, особливо при гідравлічних перепадах. Дослідження показали, що мікропластичне накопичення може зменшити товщину біофільму і загальну біомасу, зменшуючи загальну метаболічну потужність фільтра.

Хімічна токсизія і марашні ефекти

Багато мікропластичних частинок лечових добавок хімічні речовини, які токсичні для мікроорганізмів. Фталати і бісфенол А, наприклад, були показані для гальмування росту і активності нітрифікації бактерій, які особливо чутливі до екологічних забруднень. Крім того, мікропласти сорбу і концентрат інших забруднюючих речовин від стічних вод, потенційно доставляють високі місцеві дози важких металів або пестицидів до клітин біофільтрму. Цей хімічний стрес може призвести до зменшення ферментативної активності і зсувів в складі громади, прихильності стрес-носимант, але менш ефективних видів.

Alteration of Microbial Структура та функція

Вплив мікропластів часто призводить до зниження мікробної різноманітності та переходу до біофільмів-формування або пластико-розширювального податку. Наприклад, деякі дослідження спостерігаються збільшення відносної кількості Pseudomonas і Bacillus видів, які відомі для виробництва EPS і можуть деградувати певні пластмаси, за рахунок чутливих нітрафікаторів і спеціалізованих деградаторів. Ця функціональна реструктуризація може погіршувати ключові процеси лікування, такі як нітраксифікація та видалення рекальційного органічного мікроелемента, що уразивні сполуки.

Наслідки ефективності лікування

Знезаражений органічний матовий видалення

Збиток гетеротрофічної активності через порушення біофільтром безпосередньо впливає на видалення біохімічного кисневого попиту (BOD) та хімічного кисневого попиту (COD). Пілотно-масштабні дослідження повідомляють про зниження ефективності видалення ОД при прийомних фільтрах, що отримують мікропластично-розчинний вплив у порівнянні з контрольами. Це може призвести до більш високих жароміцних органічних навантажень, збільшення навантаження на наступні етапи лікування або отримання тіла води.

Зброя азоту та аміаку видалення

Нітричові бактерії повільно зростаючі і чутливі до токсичних речовин, що робить їх основними цілями для мікропластичних засобливих стресів. Зменшені показники нітрифікації спостерігаються як в лабораторних реакторах, так і в повномасштабних фільтрах, з концентрацією аміаку в еффуфективному випливі до 40% в деяких випадках. Це порушує здатність рослини задовольняти виділення дозволів на азот, змушуючи операторів збільшити аерацію або додати хімічні речовини для компенсування.

Підвищені витрати на виробництво та операційні витрати

Фізичне накопичення мікропластів в фільтрувальному ліжку може сприяти закупорці, збільшення частоти задньої мийки і споживання енергії. Дестабілізація біофільмів також призводить до більш частих слабших подій, що призводить до більш високої навантаження твердих речовин до вторинних очищувачів. Поєднаний ефект підвищує експлуатаційні витрати на утримання, енергію, та стружка. Крім того, наявність мікропластів в біоізоляних умовах обмежує їх вигідне використання в сільському господарстві, що позбавляє від проблеми з утилізації.

Вектор з патогенів та антибіотичних резисторів

Мікропласти можуть діяти як субстрати для формування біофільму патогенними бактеріями і слугувати платформою для горизонтального перенесення генів, включаючи гени антибіотикорезистентності. Це може підвищити ризик виникнення фффункції, що носять антибіотикорезистентні організми, зростаючий концентрацію громадського здоров'я, що очищення стічних вод очікується, щоб пом'якшити.

Стратегії управління та управління

Джерело управління та передчасне переробка

Найефективна стратегія полягає в тому, щоб зменшити мікропластичні вводи на джерело. Регулювання заборонених мікробів у продуктах змикання, сприяння природному волокнистому одязі, а також поліпшення управління буровими водами для частинок носіння шин. В рамках WWTP, встановлення дрібних екранів (≤1 мм) або динамічних систем фільтрації на головках може видалити значну частку більших мікропластів, перш ніж вони досягають біологічного лікування. Технологія з'являється використання коагуляції та флоккуляції, які слід розчинити флотація повітря (DAF) для видалення мікропластів фізично, хоча ці процеси додають хімічні та енергетичні витрати.

Оптимальна операція фільтра для трагелінгів

Оператори можуть змінювати параметри фільтра для зменшення мікропластичних впливів. Підвищення швидкості завантаження гідравлічного навантаження може допомогти згортання накопичених частинок, але необхідно бути збалансованим проти збереження біофільтра. Покращення попередньої обробки для зменшення навантаження твердих речовин може мінімізувати розрив частинок. Крім того, забезпечення адекватного розчинення рівня кисню та балансу поживних речовин може підтримувати резилітацію біофільтра.

Біоаугментація та мікробіальне управління

Дослідження - дослідження використання мікробіальних мікробіальних штамів для біоабразивних структурних фільтрів, потенційно розбиття мікропластів на менш шкідливі побічні продукти. Однак цей підхід ще на ранніх стадіях і підвищує питання про токсичність продуктів і екологічні впливи. Ще один проспект - вибір мікропластичних мікробіальних громад шляхом контрольованої акліматизації, хоча це не може відновити повне функціональне різноманіття.

Моніторинг та ранні системи попередження

Регулярний моніторинг мікропластичних концентрацій, що впливають на вплив і еффуент, поєднаних з показниками здоров'я біофільмів (наприклад, контент ATP, респірометрія або метагенометрія), може допомогти операторам рослин виявити проблеми рано. Датчики реального часу для турбідності або підрахунку частинок можуть непрямо сигналізувати мікропластифікацію. Розвиваються передбачувані моделі, які корелюють мікропластичні навантаження з зниженням продуктивності, дозволять забезпечити проактивне управління.

Майбутні напрямки та наукові потреби

Незважаючи на зростаючу обізнаність, залишаються суттєві зазори знань. Більшість досліджень проводилися на лабораторній вагі з високими мікропластичними концентраціями, які можуть не відображати реальні сценарії світу. Необхідні довгострокові польові дослідження по різних кліматичних та стічних водах. Роль нанопластиків (частинки <1 мкм) при складанні продуктивності фільтра практично повністю нерозширені. Додатково, взаємодії мікропластів, біофільмів та протозоанних гранатів - які контроль бактеріальних популяцій у фільтрах—гарантовому розслідуванні. Нарешті економічний аналіз впровадження технологій мікропластичного видалення проти. Вартість зниження навколишнього середовища пулу повинна проводитися для управління інвестиційними рішеннями.

Висновок

Мікропластичне забруднення є значною і невизнаною загрозою біологічних процесів, які підпінюють очищення стічних вод при стислі фільтрах. Фізично порушує біофільми, що токсичні хімікати, і чергуючи мікробну структуру громади, мікропласти можуть погіршувати BOD і аміаку видалення, збільшити експлуатаційні витрати, а потенційно полегшити поширення антибіотикорезистентності. Багатоцільовий підхід поєднує джерело зменшення, поліпшення попередньої обробки, оперативних регулювання, і постійне дослідження є важливим для захисту ефективності і стійкості цих життєвих систем. Як пластичне виробництво продовжує підніматися, відходив сектор повинен адаптуватися до забезпечення якості води і громадського здоров'я.

Для подальшого читання див. Мікропластичного дослідження , комплекс , а , study on biofilm реагування на мікропласти.