微塑料对水中抗生素的吸附行为及机理研究

来源 :常州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dsgver454g
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
河流被视为从陆地到海洋生态系统的微塑料运输的主要途径,微塑料因其尺寸小,密度轻,具有良好的环境迁移性。越来越多的证据表明,微塑料作为一种有机污染物的理想载体和媒介,其表面可以被大量污染物附着。目前微塑料的吸附研究主要集中在原始的微塑料上,老化后的微塑料的物理和化学性质会发生变化,这使得老化微塑料可能有着截然不同的吸附行为,对于老化后及可降解微塑料的载体作用尚不明确。基于此,本项目以聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)颗粒为目标微塑料,以环境中常见的磺胺甲恶唑(SMX)、诺氟沙星(NOR)和四环素(TC)为目标抗生素,采用高级氧化工艺——热活化K2S2O8法模拟微塑料在环境中的老化条件来研究老化前后微塑料对抗生素的吸附效果及影响因素。通过SEM、BET、FT-IR、Zeta电位以及吸附动力学和等温线对微塑料吸附行为进行分析,比较了不同初始p H值,盐度和溶解性有机物(DOM)对微塑料吸附行为的影响。为进一步探究微塑料作为抗生素载体对环境带来的风险提供一定的参考,得出如下结论:(1)表征了微塑料的形态和官能团。随着老化时间的增加,吸附容量显着增加。老化使三种微塑料表面产生的点蚀,裂纹、剥落、碎裂,且会产生贯穿前后的沟壑。老化过程改变了微塑料表面形貌结构。溶液中的溶解氧会进入微塑料的孔隙,取代原有官能团,使得老化后微塑料含氧官能团的峰强度得到加强,减弱了微塑料表面的原本的疏水性。(2)无论是原始的还是老化后的微塑料中PLA的吸附容量最高,原始的微塑料符合准一级动力学模型,而老化后微塑料符合准二级动力学模型,这意味着老化的微塑料对SMX的吸附涉及多个过程。Freundlich吸附等温模型能更好的描述微塑料对SMX的吸附,属于多层吸附。NOR在等温模型上表现高度的线性,分配系数可能占主要作用。老化后的PET和PP吸附TC的吸附行为符合准一级吸附动力学模型;而老化前后的PP则更符合Linear,老化后PLA与PET对TC最大吸附量达到2.293 mg/g和3.617 mg/g。(3)p H对微塑料的吸附能力有较大的影响且具有相似的变化趋势,其中,SMX在酸性条件下吸附量最大,NOR和TC分别在p H=6和7时吸附量达到最大,随后逐渐降低。盐度的存在抑制了SMX在PET和PP上的吸附,盐度的升高对微塑料吸附NOR起抑制作用,而对TC没有显著影响,推测是TC分子内的氢键对盐度不敏感。腐殖酸(HA)抑制了SMX在PET和PP上的吸附,但对PLA有着促进作用。对于PLA、PP吸附NOR有着明显的抑制作用,同样,HA的变化对微塑料吸附TC没有显著影响。(4)本研究的结果表明,老化可以明显改变微塑料对抗生素的吸附行为,分析得出吸附以静电力作用为主。老化后微塑料比表面积增大及含氧官能团增加使得其吸附能力增强,表明氢键作用是其主要作用。微塑料能作为有机污染物的有效载体,且老化后微塑料对抗生素的载体作用要强于原始微塑料,这可能会加重对水体的迁移毒性作用。研究显示,老化过程后的微塑料对抗生素的载体作用要强于原始微塑料,加重了对水体的迁移毒性作用。
其他文献
聚氨酯是一种聚合物树脂材料,将聚氨酯胶粘剂与沙子混合而制成的聚氨酯砂浆作为修补材料受到越来越多的关注。在这项研究中,通过测试聚氨酯砂浆和聚氨酯橡胶混合砂浆(聚氨酯与沙子和橡胶颗粒混合)的抗压、抗折强度,以此来评估橡胶颗粒对其材料性能的影响。同时以聚氨酯砂浆和聚氨酯橡胶混合砂浆作为粘结材料,进行了水泥砂浆界面粘结试验以及界面拉伸强度试验。本研究使用的材料设计如下。聚氨酯胶粘剂由A和B两种组分组成。A
学位
全世界每年在混凝土工业中使用数十亿吨淡水。随着淡水供应越来越缺乏而海水是非常丰富的资源。因此,有必要研究在水泥基材料中用盐水全部或者部分替代淡水的可能性。另外,如果允许使用盐水作为混凝土材料的组成部分,则会带来施工极大方便且经济,特别是在沿海工程中。如混凝土码头,甲板,防波堤和挡土墙广泛用于港口和码头的建设。混凝土海上钻井平台和储油罐的使用已经在增加.泡沫混凝土中包含大量微小、封闭的气泡,由于其独
学位
近几年来,随着工业的发展由重金属引起的污染事件频繁发生,而生物炭对重金属的吸附已经有了很大的研究进展,但其吸附能力有限,对生物炭进行改性可改善污泥生物炭对水中重金属的吸附性能。本文以脱水污泥为原料,采用动力学和吸附等温模型分析了污泥基生物炭和改性污泥基生物炭的吸附特征,并结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等多种表征手段探
学位
增值税是一种以消费能力为税收客体的税种,其具体征税范围依照国务院2020年6月制定的《中华人民共和国增值税法(送审稿)》包括了销售货物、服务、无形资产、不动产和金融商品。在税法实践中,承担增值税纳税义务的是发生应税交易的单位和个人,为使得税负由实际消费者承担,通过抵扣链条运转实现层层转嫁就有了一定的合理性与必要性。因此,抵扣机制是增值税的核心税制要素。由于我国现行增值税法在确保销项税额完全转嫁、进
学位
随着医疗和畜牧养殖业的发展,水体抗生素污染进一步加剧,自然水体中已能检测出微量抗生素类污染物,其性质稳定,常规方法难以去除,抗生素污染成为了亟待解决的问题。光催化作为目前绿色高效的新兴技术得到了广泛研究,设计新型、环境友好且实用的光催化剂是目前主要的研究热点。金属有机骨架(MOFs)是由金属离子和有机配体构成的新型多孔骨架材料,广泛应用于光催化领域,其中铁基MOFs是最具应用潜力的材料之一。本研究
学位
近年来,锂及其衍生物作为十分关键的战略资源,关乎着我们国家各个领域的发展,锂资源的发展也由此进入了黄金阶段。随着电池、玻璃、润滑脂、制冷剂以及化学试剂等行业的发展,对锂的需求量也迅速增长,锂矿资源的开采对环境造成的影响是不可逆的,不仅与当前可持续发展的理念相违背,而且会造成环境的恶化。然而,自然界中的大多数的锂资源都存在于海水和盐湖卤水中。如何从中选择性吸附和分离锂离子,也引起了越来越多的研究。纤
学位
目前中国碳排放量位居全球首位,不仅为了应对全球气候变化,中国自身的绿色产业升级也需要加快降低碳排放的步伐。2021年两会,碳达峰、碳中和成为讨论的热点方向,而且中国将在2030年前实现二氧化碳排放达峰、2060年前实现碳中和的目标已列入第十四个五年规划和二零三五年远景目标中。其中,低碳清洁能源的推广利用是实现碳达峰、碳中和目标的重要前提之一。干热岩作为低碳清洁的地热能源之一,不仅储藏丰富,而且清洁
学位
随着化石燃料逐渐枯竭,氢气作为一种理想的燃料,在供热、交通、工业等多种领域发挥燃料、原料用途。但氢气为易燃易爆气体,氢气燃烧化学反应极快,而且在4%-75%浓度范围内触碰到极低的点火能量都能发生剧烈反应,使氢气比其他碳氢燃料具有更严重的爆炸危险性。若在受限空间内不及时泄压或遇到管道结构变化等情况,火焰加速燃烧逐渐转为爆轰,将形成重大的安全事故隐患。因此,研究不同因素对预混可燃气体爆炸特性的影响具有
学位
近年来,随着油气需求量的不断增加,油气输送管线的数量也越来越多。由于油气输送管线所处的自然环境一般较为恶劣,管线容易发生腐蚀破损,带来巨大的油气资源浪费及安全隐患。因此要加大对油气管道腐蚀与防护的力度。防腐涂料是目前最简单、高效的管道防腐方法。作为21世纪新型的碳纳米材料,石墨烯及其衍生物氧化石墨烯石墨烯不仅具有高机械性能、热力学性能,而且还有高比表面积和良好的抗渗性,将其添加到涂料中可以显著改善
学位
阿特拉津(AT)是目前应用最为广泛的除草剂之一,对农林业的保收增产具有重要意义。但由于AT不科学的施用甚至滥用,残留在水体环境中的AT造成的环境污染问题已不容忽视,因而,寻求快速有效的方法去除水体中的AT迫在眉睫。本文以樟树落叶为原料,负载FeCl3和苯酚制备出三种改性生物炭,探究在改性生物炭/高铁酸盐体系对水中AT的去除性能,同时考察多种因素对去除性能的影响,并采用XRD、FT-IR、XPS等表
学位