بررسی فراوانی، ویژگی‌ها و سرنوشت میکروپلاستیک‌ها در آب و لجن ‌تصفیه خانه ‌های آب: یک مرور روایتی

میکروپلاستیک‌ها (mps) به عنوان یک آلودگی نوظهور با اندازه کم‌تر از 5 میلی‌متر، می‌توانند به‌عنوان ناقل آلاینده‌‌های شیمیایی و بیولوژیکی عمل‌کنند و اثرات مخربی بر روی ‌محیط‌ زیست و سلامت انسان داشته باشند. آب شرب یکی از روش‌های مواجهه و ورود این ذرات به بدن انسان است. اهمیت تصفیه‌‌خانه‌های آب در حذف و کاهش حداکثری میکروپلاستیک‌‌های موجود و جلوگیری از وارد شدن آن‌ها به منابع آب است. بهینه‌سازی حذف میکروپلاستیک در تصفیه ‌خانه‌‌های آب آشامیدنی می‌تواند خطر مواجهه انسان با این مواد را کاهش دهد. این مطالعه به مرور فراوانی و ویژگی‌‌های میکروپلاستیک‌‌ها در آب و لجن تصفیه‌‌خانه‌‌های آب آشامیدنی و میزان کارایی فرآیندهای مختلف در حذف آن‌ها می‌پردازد. این مطالعه به صورت مروری روایتی می‌باشد. جهت شناسایی مطالعاتی که به بررسی میکروپلاستیک‌‌ها در آب و لجن ‌‌تصفیه‌خانه آب پرداختند، مطالعات فارسی و انگلیسی در بازه زمانی 2013 تا 2024 با دو گروه کلید واژه‌های فارسی شامل، میکروپلاستیک، آب، لجن،‌تصفیه خانه آب و کلید واژه‌های انگلیسی شامل، drinking water treatment  plant،dwtp  sludge و microplastic پرداخته شد. در منابع اطلاعاتی google scholar، pubmed، john wiley و sciencedirect جستجو شد. مجموعاً 816 مقاله به‌دست آمد. پس از حذف مقالات تکراری، تعداد مقالات به 798 مقاله کاهش یافت. سپس با بررسی عناوین و چکیده‌‌ها، تعداد مقالات به 38 عدد محدود شد. با بررسی مقالاتی که متن کامل آن‌‌ها در دسترس بود در نهایت 12 مقاله باقی ماند که 9 مقاله به بررسی میکروپلاستیک‌‌ها در آب، 2 مقاله به بررسی میکروپلاستیک‌‌ها در لجن ‌تصفیه خانه آب و 1 مقاله به صورت مشترک به بررسی میکروپلاستیک‌ها در آب و لجن ‌‌تصفیه خانه آب پرداختند. نتایج نشان داد که تعداد میکروپلاستیک در آب خام با منشاء منابع سطحی (مخازن و رودخانه‌‌ها) بین 26.1±23.4 تا 425±3918 تعداد در لیتر متغیر بوده است و توزیع اندازه میکروپلاستیک‌‌ها در آب بسته به منبع آب خام ‌می‌‌تواند متفاوت باشد. بررسی‌ها نشان داد اندازه غالب این ذرات کم‌تر از 100 میکرومتر بوده است. علاوه براین فراوان ‌ترین نوع میکروپلاستیک‌‌ها شامل پلی‌اتیلن، پلی‌پروپیلن و پلی‌اتیلن تترافتالات با دو شکل قطعه و فیبر بوده است. تعداد میکروپلاستیک‌ها در لجن بسیار بالا بوده و می‌تواند در حد 86000 ذره در هر گرم لجن خشک باشد. هم­چنین فرایندهای متداول تصفیه آب شامل انعقاد، لخته‌سازی، ته‌نشینی‌‌ و صاف‌سازی ماسه‌ای قادرند میکروپلاستیک‌‌ها را 39 تا 70 درصد حذف نمایند؛ امّا چنان چه در ادامه فرآیند تصفیه متداول از کربن فعال گرانولی استفاده شود، کارایی به 97 درصد خواهد رسید. این ذرات در نهایت می‌توانند در اثر مصرف آب توسط انسان یا موجودات آبزی بلعیده شوند و یا در اثر استفاده از لجن در کشاورزی در زمین رها شوند.این مطالعه نشان داد که میکروپلاستیک‌ها با ویژگی‌های متفاوت از نظر اندازه، شکل، رنگ و پلیمر در آب خام وجود دارند که بخش زیادی از آن‌ها در لجن تجمع می‌یابند. بنابراین، برای جلوگیری از اثرات زیست محیطی مخرب این ذرات، لازم است که لجن حاصل از ‌‌تصفیه خانه آب نیز قبل از ورود به ‌محیط ‌زیست تصفیه شود. 

investigation of abundance, characteristics, and fate of microplastics in water and sludge of water treatment plants: a narrative review

microplastics (mps) as an emerging pollution with a size of less than 5 mm, can act as carriers of chemical and biological pollutants and have destructive effects on the environment and human health. drinking water is one of the methods of exposure and entry of these particles into the human body. the importance of water treatment plants is to eliminate and reduce the maximum of existing microplastics and prevent them from entering water sources. optimizing the removal of microplastics in drinking water treatment plants can reduce the risk of human exposure to these substances. this study reviews the frequency and characteristics of microplastics in water and sludge of drinking water treatment plants and the efficiency of different processes in their removal. this study is a narrative review. to identify the studies that investigated microplastics in water and sludge of a water treatment plant, persian and english studies in the period from 2013 to 2024 with two groups of persian keywords including microplastics, water, sludge, water treatment plant, and english keywords. including drinking water treatment plants, dwtp sludge and microplastic. google scholar, pubmed, john wiley, and sciencedirect sources were searched. a total of 816 articles were obtained. after removing duplicate articles, the number of articles was reduced to 798 articles. then, by checking the titles and abstracts, the number of articles was limited to 38. by reviewing the articles whose full text was available, 12 articles were finally left, 9 articles were about microplastics in water, 2 articles were about microplastics in water treatment plant sludge, and 1 article was jointly about microplastics in water. water and sludge from the water treatment plant. the results showed that the number of microplastics in raw water with the origin of surface sources (reservoirs and rivers) varied between 4.23±1.26 to 3918±425 numbers per liter and the size distribution of microplastics in water can be different depending on the source of raw water. investigations showed that the predominant size of these particles was less than 100 micrometers. in addition, the most abundant types of microplastics include polyethylene, polypropylene, and polyethylene terephthalate with two forms of fragment and fibers. the number of microplastics in sludge is very high and can be as high as 86,000 particles per gram of dry sludge. also, common water purification processes including coagulation, flocculation, sedimentation, and sand filtration can remove microplastics by 39-70%, but if granular activated carbon is used in the continuation of the conventional purification process, the efficiency will reach 97%. these particles can eventually be swallowed by humans or aquatic organisms as a result of water consumption or left on the ground as a result of the use of sludge in agriculture.this study showed that microplastics with different characteristics in terms of size, shape, color, and polymer are present in raw water, and most of them accumulate in sludge. therefore, to prevent the harmful environmental effects of these particles, it is necessary to purify the sludge from the water treatment plant before entering the environment.