Feasibility of using plastic wastes as constructed wetland substrates and potential for pharmaceuticals and personal care products removal

Abstract

Each year, large amounts of plastic waste are generated and must be appropriately disposed. In this work, we studied the feasibility of using plastics as wetland substrates as an alternative plastic waste disposal method and the ability of the constructed wetland to remove pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) from contaminated water. Wetland microcosms were constructed using polycarbonate, polyethylene terephthalate, quartz sand, and ceramsite substrates. Lake water spiked with methyl-paraben, ibuprofen, triclosan, 4-methybenzylidene camphor, carbamazepine, and 17 alpha-ethinyl estradiol at 5 mu g L(-1)was continuously loaded to the microcosms with a hydraulic retention time of approximately 11 days. After 70 days, methyl-paraben, triclosan, and 4-methybenzylidene camphor were effectively removed regardless of the substrate. However, ibuprofen, carbamazepine, and 17 alpha-ethinyl estradiol were partially removed, and the removal efficiency was the best in wetlands with ceramsite substrate. Carbamazepine was the most persistent among the tested compounds. Phospholipid fatty acid (PLFA) analysis revealed that ceramsite supported the highest microbial biomass per bulk volume of substrate followed by quartz sand, polycarbonate, and polyethylene terephthalate, which might be related to the PPCP removal potential of the wetland microcosms.

TSC Opinion

Le traitement des eaux usées par voie biologique est largement dans le monde (STEP). Leur fonction primaire est de réduire la concentration de particule sen suspensions, ainsi que les teneurs en carbone organiques, ou matières organiques d’une manière générale. Leur fonctionnement est inspiré de la nature où les zones humides assurent la même fonction, d’où l’idée d’un retour vers cette approche moins industrielle à petite échelle. Les auteurs de cette étude ont utilisé des matières plastiques issues de déchets pour construire leur zone humide à la place de matériaux naturels. Ils ont montré que les populations de bactéries se développaient bien et que des polluants pharmaceutiques pouvaient être éliminés des eaux. L’utilisation de modules en plastiques dans les STEP est une pratique fréquente qui permet d’augmenter la surface disponible à la colonisation bactérienne et donc le rendement. Dans cette étude, le mélange de différents types de plastiques a apporter un gain pour le piégeage des polluants comparé aux modules des STEP. La question se pose toutefois sur la durée de vie du système, l’émission de microplastiques et la dégradation des molécules polluantes qui, si elles sont juste adsorbées, vont être relarguées dans le milieu par la suite.