ارزیابی ریسک اکولوژیک میکروپلاستیک‌ها در تصفیه‌خانه فاضلاب شهری با تأکید بر تغییرات فصلی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 Department of Environmental Health Engineering, Neyshabur University of Medical Sciences, Neyshabur, Iran
2 گروه مهندسی بهداشت محیط؛ دانشگاه علوم پزشکی تربت حیدریه؛ تربت حیدریه ؛ ایران
چکیده
مقدمه: میکروپلاستیک‌ها به‌عنوان آلاینده‌های نوظهور، به دلیل پایداری بالا، قابلیت جذب و انتقال آلاینده‌های سمی و پیامدهای زیست‌محیطی، تهدیدی جدی برای اکوسیستم‌های آبی محسوب می‌شوند. تصفیه‌خانه‌های فاضلاب شهری از مهم‌ترین مسیرهای ورود این ذرات به محیط‌های پذیرنده هستند. این پژوهش با هدف بررسی فراوانی، ترکیب پلیمری، راندمان حذف و ریسک اکولوژیک میکروپلاستیک‌ها در یک تصفیه‌خانه فاضلاب شهری با تأکید بر تغییرات فصلی انجام شد.
روش‌ها: این مطالعه در تصفیه‌خانه‌ای با ظرفیت ۱۳۰۰۰ مترمکعب در روز انجام شد. نمونه‌های مرکب ۲۴ ساعته از فاضلاب ورودی و پساب خروجی در زمستان و بهار جمع‌آوری شدند. پس از هضم مواد آلی و جداسازی چگالی، میکروپلاستیک‌ها با استفاده از استریومیکروسکوپ، طیف‌سنجی FTIR و میکرورامان شناسایی شدند. همچنین شاخص بار آلودگی (PLI) و شاخص ریسک اکولوژیک بالقوه (H) محاسبه شدند.
یافته‌ها: میانگین غلظت میکروپلاستیک‌ها در فاضلاب ورودی در زمستان و بهار به‌ترتیب 214±3158 و 429±7532 ذره بر مترمکعب و در خروجی 162±463 و 245±926 ذره بر مترمکعب بود. راندمان حذف در زمستان و بهار به‌ترتیب 3/85 و 7/87 درصد بود. پلی‌پروپیلن (72/41 درصد) و پلی‌اتیلن (43/29 درصد) فراوان‌ترین پلیمرها بودند. مقدار شاخص H برابر 79/1455 و مقادیر PLI در زمستان و بهار به‌ترتیب 82/6 و 13/8 بود که نشان‌دهنده ریسک اکولوژیک بالا هستند.
نتیجه‌گیری: با وجود راندمان بالای حذف، مقادیر قابل‌توجه میکروپلاستیک‌ها در پساب خروجی و شاخص‌های بالای ریسک اکولوژیک نشان می‌دهد که پساب تصفیه‌شده همچنان می‌تواند منبع انتشار این آلاینده‌ها به محیط‌های آبی باشد. ارتقای فناوری‌های تصفیه، پایش مستمر و کنترل آلودگی در مبدأ برای کاهش مخاطرات زیست‌محیطی ضروری است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Ecological Risk Assessment of Microplastics in an Urban Wastewater Treatment Plant with Emphasis on Seasonal Variations

نویسندگان English

Mohamad Mehralian 1
maryam khashij 2
1 1Department of Environmental Health Engineering, Neyshabur University of Medical Sciences, Neyshabur, Iran
2 Department of Environmental Health Engineering; Torbat Heydariyeh University of Medical Sciences;Torbat Heydariyeh; Iran
چکیده English

Introduction: Microplastics are considered emerging environmental pollutants that pose a serious threat to ecosystems due to their high persistence and ability to transport toxic contaminants. Wastewater treatment plants are among the major pathways through which these particles enter environments. This study aimed to investigate the abundance, polymer composition, removal efficiency, and ecological risk of microplastics in a wastewater treatment plant with emphasis on seasonal variations.
Methods: The study was conducted at a municipal wastewater treatment plant (13,000 m³/day). Twenty-four-hour composite influent and effluent samples were collected during winter and spring. After organic matter digestion and density separation, microplastics were identified by stereomicroscopy, FTIR, and micro-Raman spectroscopy. The Pollution Load Index (PLI) and Potential Ecological Risk Index (H) were also calculated.
Results: The mean concentrations of microplastics in influent wastewater during winter and spring were 3158±214 and 7532±429 particles/m³, respectively, while the corresponding effluent concentrations were 463±162 and 926±245 particles/m³. Removal efficiencies were 85.3% in winter and 87.7% in spring. Polypropylene (41.72%) and polyethylene (29.43%) were the dominant polymers. The ecological risk index was calculated as 1455.79, indicating a high ecological risk. Furthermore, PLI values of 6.82 and 8.13 reflected severe pollution conditions.
Conclusion: Although the wastewater treatment plant demonstrated high efficiency in removing microplastics, the considerable levels of these pollutants in the treated effluent and the elevated ecological risk indicate a continued threat to receiving aquatic environments. The findings highlight the necessity of upgrading treatment technologies, implementing advanced microplastic removal processes, and adopting source-control management strategies to mitigate environmental impacts.

کلیدواژه‌ها English

Microplastics
Wastewater Treatment Plant
Ecological Risk
Pollution Load Index
Seasonal Variation
FTIR

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 مهر 1405