染料废水的负面影响和处理技术进展 |《自然综述：地球与环境》
染料废水的负面影响和处理技术进展 |《自然综述：地球与环境》
染料废水是纺织、印染等工业生产过程中产生的主要污染物之一，其高毒性对环境和人类健康构成严重威胁。近年来，随着全球对环境保护意识的提高，染料废水的处理技术成为研究热点。本文综述了染料废水的环境影响及其处理技术的最新进展，为推动染料废水治理技术的进步和发展提供重要参考。
2023年10月26日，中国科学院赣江创新研究院万印华研究员/林久养研究员，与福建农林大学叶文媛副教授、英国巴斯大学（University of Bath）谢明高级讲师、中国科学院过程工程研究所罗建泉研究员、韩国能源技术研究所（KENTECH）Dong Han Seo副教授、比利时荷语鲁汶大学（KU Leuven）Bart Van der Bruggen教授共同合作，于Nature Reviews Earth & Environment在线发表了题为"Environmental Impacts and Remediation of Dye-Containing Wastewater"的综述文章。该文章介绍了染料废水对生态环境和人类健康的影响，并对当前染料废水处理技术的发展历程进行了全面综述。通过这篇文章，读者可了解染料废水处理技术的全新进展和未来发展趋势，为推动染料废水治理技术的进步和发展提供重要参考。
首先，文章简要概述了染料废水的来源，包括印染纺织、橡胶、皮革、造纸、食品、药品和化妆品等行业，及合成染料在食物链中的传递路径。此外，文章还强调了合成染料对水生生物、陆生生物及人类健康的负面影响（见图1），突显了染料废水处理的迫切性和重要性。
图1 染料废水的来源和负面影响
其次，文章侧重综述了染料废水处理的多种技术，包括化学法（如化学混凝、电混凝、化学氧化、光催化氧化及电催化氧化）、生物法（如酶促降解、微生物降解及植物修复），及物理法（如吸附和传统膜分离）。文章详细介绍了这些技术的原理和局限性。鉴于传统的化学、生物和物理法仍存在一些技术缺陷，文章提出了基于先进膜分离技术（包括功能分离膜和选择性分离膜）的染料废水处理解决方案。此外，文章深入探讨了先进膜分离技术的特点及其在染料废水资源化利用方面的可行性和应用前景。
最后，文章就染料废水处理所面临的多重挑战提出了以下五个策略，以更大程度地减少染料废水对生态环境和人类健康的影响：
（1）政策监管机构需要鼓励与染料相关的行业减少合成染料和染料废水的生成。首先，鼓励各行业采用先进和环保的印染工艺，以降低染料废水对环境的影响。例如，超临界二氧化碳印染和数码喷墨印花等工艺几乎不产生染料废水；其次，积极推广可替代合成染料的天然染料和生物染料；同时，新型染料如光子晶体等，具有不褪色的多结构彩色图案特点，在纺织品印花技术升级领域具有巨大应用潜力。
（2）环保监管机构需制定详尽的法律法规，以监管和监测染料废水，明确规定各种污染物的安全排放阈值浓度水平，加强染料废水管理，确保染料废水不会或更低限度地释放到环境中；此外，应制定全球统一的染料废水排放标准，确保废水排放标准一致性；最后，需建立相应的激励机制，对开展绿色印染技术和染料废水资源化处理的企业进行政策倾斜奖励和支持。
（3）高效分离高盐染料废水中的染料和无机盐，实现染料废水资源化利用，对于减轻染料废水的环境影响至关重要。通常，单一的处理方法无法有效对染料废水进行资源化处理。因此，需要充分发挥传统和新兴处理技术的优势，通过工艺集成的策略提高染料废水的处理效率，从而降低投资和运行成本；此外，需进一步开发新的技术工艺，实现高盐染料废水的更为高效资源化处理。
（4）考虑到染料废水（如印染废水等）的复杂性，发展分散式废水处理工艺可有效降低染料废水的处理成本，提高处理效率，并促进资源回收和再利用。
（5）政府决策者应提供激励措施，鼓励企业采用先进的处理技术，升级纺织品印染方式，并更大限度地减少合成染料的使用；此外，应向以印染行业为支柱产业的中低等收入国家提供清洁生产技术知识转让和资金支持；最后，政策制定者需牵头创建促进学术界和工业界深度绑定合作的平台，以共同应对因染料废水排放而产生的一系列水-食品-健康等全球性挑战。
本文综述了染料废水的环境影响及其处理技术的最新进展，为推动染料废水治理技术的进步和发展提供重要参考。