迄今为止全球生产的所有塑料中，回收率不到 10%。最大的环境困境之一是塑料不会分解，只会碎裂成更小的碎片，从而污染土壤和水源。长度在一微米到五毫米之间的小塑料颗粒称为微塑料；小于一微米的称为纳米塑料。
迄今为止，在湖水、地下水和自来水等水源中都发现了微塑料，它们很可能也含有更微小的纳米塑料。事实上，研究已在中国的自来水、瑞士的湖水，甚至南北极地区的冰样本中发现了纳米塑料。然而，由于检测难度大，饮用水源中微小塑料污染的全部范围尚未可知，这使得解决问题更加困难。
微小塑料颗粒对健康的潜在影响
最近首次在人血和活体肺组织中发现了微塑料，但它们对人类健康的影响尚不完全清楚。摄入的微塑料颗粒可能导致人类肠道微生物群失衡，这可能在肠易激综合征和炎症性肠病等胃肠道疾病的发展中发挥作用。然而，尚未建立直接联系。
瑞士联邦水科学与技术研究所粒子实验室主任 Ralf Kägi 表示，无论是否存在风险，将大量的不可生物降解的合成材料释放到环境中——这会导致微塑料和纳米塑料颗粒——都是不明智的。
他补充说：“纳米塑料颗粒可能对生态系统和人类健康产生不良影响。颗粒越小，被任何生物吸收并通过胃肠道等部位分布的可能性就越高。”
随着塑料继续降解，水源中的纳米塑料数量预计将在未来增加，因此饮用水处理过程必须具备去除它们的能力。
各种过滤过程可能有助于提供不含塑料的可饮用水
一些研究表明，饮用水处理厂可以充分过滤纳米塑料。根据发表在《环境科学总论》上的一项研究，一个使用砂滤和粒状活性炭 (GAC) 滤料的传统饮用水处理厂——许多滤水器滤芯使用的就是这类滤芯——可以去除约 88.1% 的纳米塑料。如果也采用混凝过程，去除效率可提高到 99.4%。
与此同时，发表在《危险材料杂志》上的另一项研究发现，一种称为慢砂过滤的处理工艺在截留水源中的纳米塑料颗粒方面同样有效，甚至更有效。在这种方法中，水通过位于石英砂上方的厚实、具有生物活性的层（称为“schmutzdecke”）进行处理。未处理的水首先通过生物层，然后通过其下方的砂层。
Kägi 说，这个由藻类、细菌和原生动物等生物组成的生物活性层，尤其擅长截留绝大多数颗粒物质，包括微塑料和纳米塑料颗粒。Kägi 是该研究的作者之一。
在苏黎世水厂进行了中试过滤实验，以比较不同的水处理工艺，并模拟全规模饮用水处理厂中纳米塑料的去除情况。
在中试慢砂过滤装置中，约 70% 的纳米塑料被截留在砂床的前 0.1 米处，在 0.9 米处截留率达到 99.5%。其他工艺效果不佳。例如，臭氧化或将臭氧注入水中不会影响水处理过程中纳米塑料的截留。同时，活性炭过滤在 0.9 米的滤料中仅截留了 10%。
尽管这个消息令人兴奋，但慢砂过滤实际上是一项相当古老的技术。它于 1875 年首次在美国使用。尽管在 19 世纪末由于其流速慢和处理浑浊水源不足而逐渐失宠，但它仍然是农村社区一种有前景的过滤方法。
慢砂滤池也因其占地面积大而正在新建的水厂中被淘汰。它们被超滤取代，超滤是一种膜过滤系统，它利用合成聚合物膜从水中物理分离或过滤物质，如沙子或藻类。Kägi 说，它们通常更昂贵，但效率与慢砂滤池相当，而且不占地方。
尽管对此问题的研究非常有限，但使用基于膜的过滤技术去除微塑料和纳米塑料颗粒似乎比其他技术更有效。2021 年发表在《水科学与技术》上的一项研究发现，膜过滤方法在去除废水中的微塑料方面显示出 100% 的效率，这在实验室和实际过滤结果中都有证明。
Kägi 说：“在截留微塑料和纳米塑料颗粒方面，膜过滤系统预计将超越慢砂过滤系统。” 尽管一些水处理工艺能够有效地从受污染的水源中去除塑料颗粒，这令人鼓舞，但问题的根源仍有待解决。尽可能减少塑料使用对于提供无塑料的可饮用水仍然至关重要。
