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微塑料(<5mm的塑料颗粒)作为一种新型的污染物在环境中检出且广泛存在,因此,微塑料污染作为一个全球性的环境问题引起了越来越多人的关注。由于其粒径小,比表面积大,疏水性强能够成为吸附污染物的载体,同时微塑料在生产过程中也会加入很多塑料添加剂,也会对环境造成污染。但目前对于微塑料与污染物的相互作用机制及其复合污染的潜在风险还尚无定论。因此,本文选用可降解微塑料聚乳酸(PLA)和不可降解微塑料聚酰胺(PA)和聚氯乙烯(PVC)作为吸附剂,三种结构性质不同的有机物双酚A(BPA)、菲(Phen)和阿特拉津(AT)作为吸附质,通过批量吸附实验来研究微塑料与污染物的相互作用机制,旨在为评价微塑料与污染物的潜在生态环境风险提供依据,具体研究结果如下:
1.研究表明微塑料对污染物的吸附能力受吸附剂和吸附质两者性质的影响。同种污染物在不同种微塑料上的吸附能力不同,这与微塑料的结构和表面含有特殊官能团有关。对于BPA污染物,PA有着最高的吸附能力是因为其含有酰胺基可以和BPA发生氢键作用。同时橡胶态PA也可以对污染物产生分配作用。带有极性官能团的PLA也可以通过氢键作用对BPA产生较强的吸附。PVC对BPA也可以通过若弱氢键和卤素键产生吸附。同种微塑料对不同污染物的吸附能力不同,受污染物疏水性质强弱的和表面官能团的影响。疏水性较强的Phen比BPA和AT有着更高的吸附能力。研究等温吸附实验时发现,相比于Langmuir模型,Freundlich模型的拟合效果更好。
2.人工根系分泌物对微塑料吸附污染物有一定的影响。Phen在三种微塑料上的吸附下降,可能是因为溶解有机质(DOM)对疏水性强的Phen有着更强的吸附能力,导致微塑料对Phen的吸附受到抑制。AT在三种微塑料上的吸附均促进,可能是因为DOM存在与AT产生了共吸附和累积吸附。
3.人工根系分泌物的加入使溶液pH值降低,是导致AT在微塑料上吸附增多的另一重要原因。弱碱性化合物AT的酸解离常数较低,pH降低,AT的阳离子增多,带负电的微塑料与带阳离子的AT发生静电吸引使吸附增加。Phen作为非离子有机污染物,pH值变化不会对吸附产生影响。
4.小分子酸对吸附污染物产生影响作用不同。三种小分子酸均促进BPA在PVC上吸附:氨基酸≈糖>有机酸。Phen在PVC上吸附抑制主要受有机酸的影响,其次是氨基酸和糖。氨基酸显著促进PVC对AT的吸附,其次是有机酸,糖的影响甚微。
5.小麦根系分泌物对微塑料吸附污染物的影响不明显,可能是因为DOM浓度过低。
1.研究表明微塑料对污染物的吸附能力受吸附剂和吸附质两者性质的影响。同种污染物在不同种微塑料上的吸附能力不同,这与微塑料的结构和表面含有特殊官能团有关。对于BPA污染物,PA有着最高的吸附能力是因为其含有酰胺基可以和BPA发生氢键作用。同时橡胶态PA也可以对污染物产生分配作用。带有极性官能团的PLA也可以通过氢键作用对BPA产生较强的吸附。PVC对BPA也可以通过若弱氢键和卤素键产生吸附。同种微塑料对不同污染物的吸附能力不同,受污染物疏水性质强弱的和表面官能团的影响。疏水性较强的Phen比BPA和AT有着更高的吸附能力。研究等温吸附实验时发现,相比于Langmuir模型,Freundlich模型的拟合效果更好。
2.人工根系分泌物对微塑料吸附污染物有一定的影响。Phen在三种微塑料上的吸附下降,可能是因为溶解有机质(DOM)对疏水性强的Phen有着更强的吸附能力,导致微塑料对Phen的吸附受到抑制。AT在三种微塑料上的吸附均促进,可能是因为DOM存在与AT产生了共吸附和累积吸附。
3.人工根系分泌物的加入使溶液pH值降低,是导致AT在微塑料上吸附增多的另一重要原因。弱碱性化合物AT的酸解离常数较低,pH降低,AT的阳离子增多,带负电的微塑料与带阳离子的AT发生静电吸引使吸附增加。Phen作为非离子有机污染物,pH值变化不会对吸附产生影响。
4.小分子酸对吸附污染物产生影响作用不同。三种小分子酸均促进BPA在PVC上吸附:氨基酸≈糖>有机酸。Phen在PVC上吸附抑制主要受有机酸的影响,其次是氨基酸和糖。氨基酸显著促进PVC对AT的吸附,其次是有机酸,糖的影响甚微。
5.小麦根系分泌物对微塑料吸附污染物的影响不明显,可能是因为DOM浓度过低。