【摘 要】
:
纳米塑料(Nanoplastics,NPs)污染是全球关注的环境问题。自然环境中的NPs会经历诸多的老化过程。其中紫外线主导的老化过程会显著改变其表面物理化学性质,这会引起NPs自身迁移性与对其它污染物的吸附性能改变,进而影响环境中重金属等其它污染物的迁移转化。我国一些地区重金属污染问题仍然突出,为明晰老化的NPs的迁移行为及其对重金属迁移的影响,本研究以紫外线老化的聚苯乙烯纳米塑料(Polyst
【基金项目】
:
国家自然科学基金面上项目(编号:41877018);
论文部分内容阅读
纳米塑料(Nanoplastics,NPs)污染是全球关注的环境问题。自然环境中的NPs会经历诸多的老化过程。其中紫外线主导的老化过程会显著改变其表面物理化学性质,这会引起NPs自身迁移性与对其它污染物的吸附性能改变,进而影响环境中重金属等其它污染物的迁移转化。我国一些地区重金属污染问题仍然突出,为明晰老化的NPs的迁移行为及其对重金属迁移的影响,本研究以紫外线老化的聚苯乙烯纳米塑料(Polystyrene Nanoplastics,PSNPs,150 nm)作为研究对象。通过柱试验研究了不同理化因素对原始及老化PSNPs在饱和多孔介质中迁移的影响,并且探究了不同条件下PSNPs对Pb和Cd的吸附特征,最后通过老化PSNPs与Pb、Cd在饱和多孔介质中的共迁移试验探究了PSNPs与重金属在迁移过程中的交互作用。本研究能够为评价环境中普遍存在的塑料颗粒的环境风险与防控其环境危害提供新的视角和科学依据。本研究主要结论如下:1、老化的PSNPs在不同注入流速和离子强度下的迁移性强于未老化的,这归因于老化的PSNPs更低的Zeta电位导致其与多孔介质颗粒表面更强的静电排斥作用。老化PSNPs的傅里叶变换红外光谱与X射线光电子能谱结果表明,紫外线老化过程使PSNPs表面含有更多的含氧官能团,如羰基、羧基和羟基,这最终使其迁移性更强。此外,Mg2+和Ca2+的存在会抑制PSNPs的迁移,但老化PSNPs的迁移性依然强于原始的。与Al3+共存时,老化PSNPs的迁移性反而弱于原始的,这是因为Al3+对老化的PSNPs具有具有更强的架桥作用。2、采用吸附等温和动力学实验分析了PSNPs对Cd、Pb的吸附特征,吸附动力学较符合拟一级动力学模型,且Langmuir模型比Freundlich模型更能拟合PSNPs对Cd、和Pb的吸附过程。结果表明PSNPs对Pb和Cd的吸附类型主要以单分子层的物理吸附为主。PSNPs对Pb和Cd的吸附量随p H增大而增大,随离子强度增大而降低。PSNPs对Pb和Cd的最大吸附量随老化时间的延长而增大,原始PSNPs(PPS)、辐射12 h的PSNPs(12PS)和辐射24 h的PSNPs(24PS)对Pb的最大吸附量分别为314.39 mg kg-1、377.58 mg kg-1和476.60 mg kg-1;对Cd的最大吸附量分别为277.67 mg kg-1、369.21 mg kg-1和425.65 mg kg-1。3、PSNPs和重金属的共迁移实验表明Pb和Cd的存在会抑制PSNPs的迁移,但PSNPs会使更多的Pb和Cd从多孔介质中穿透,并且老化的PSNPs对两种重金属迁移的促进能力强于原始的PSNPs。此外,PSNPs能够将滞留在多孔介质中的Pb和Cd活化并且再次从多孔介质中释放,老化的PSNPs对沉积的Pb和Cd具有更强的活化-再释放能力。
其他文献
随着纳米颗粒(NPs)的广泛使用,不同种类的NPs会进入到环境中。而环境中也存在多种类型的有机和无机污染物,这就使得NPs与污染物的共存成为一种新的潜在环境问题。研究NPs存在下,不同类型污染物的行为特性变化,对污染物的环境风险评价和环境行为预测具有实际意义。本文选取了两种黏土矿物沸石和海泡石作为吸附剂,以纳米二氧化钛(Ti O2 NPs)和纳米氧化锌(Zn O NPs)为典型人工纳米颗粒,以环丙
微量元素在植物和人体生长发育过程中起着不可替代的作用。全球约有30亿人由于铁、锌等微量元素摄入不足而处于“隐性饥饿”状态。小麦是我国主要粮食作物,人体微量元素重要来源。明确我国主要麦区麦田土壤和小麦籽粒微量元素含量和影响因素,了解土壤微量元素供应能力,对指导小麦丰产优质生产,优化小麦微量元素营养,保障人体营养健康具有重要意义。本研究于2016-2021年在我国17个小麦主产省区采集分析收获期土壤及
花岗岩红壤主要分布在我国南方高温多雨地区,崩岗侵蚀严重,是我国长江以南主要侵蚀土壤之一。细沟侵蚀造成崩岗区集水坡面表层土壤的侵蚀与流失,是崩岗区土壤侵蚀不断加重的开端,也是崩岗区坡面侵蚀的主要方式之一。本研究选取典型花岗岩红壤发育区福建长汀为研究区,以典型崩岗区集水坡面上未被侵蚀的花岗岩红壤表层土为研究对象。采用室内人工模拟降雨试验,设计10°、15°、20°三种不同坡度和70mm/h、100mm
扩展青霉及其次级代谢产物展青霉素引起的水体污染是一种常见的真菌污染问题,广泛存在于苹果,梨和猕猴桃等水果的相关制品甚至饮用水中。一些传统的去除真菌污染的方法见效慢,不能从根本上解决污染问题,并且可能引起二次污染。近年来,很多学者研究了等离子体技术对杀灭水中细菌的作用效果,这些研究表明此技术相对于之前的传统处理方法具有高效、环保且二次污染少等优势,但等离子体技术对去除水中真菌孢子的相关研究还较少见。
豆科植物通过与根瘤菌之间的分子对话,在植物根部建立共生关系,形成新的共生器官-根瘤。根瘤的形成是一个极为复杂的过程,多种植物激素参与其中,相互协调,共同调控结瘤过程;其中,细胞分裂素(Cytokinin)在根瘤器官发生过程中起着重要的作用。经典的细胞分裂素信号转导途径已研究的比较清楚,通过HKHP-RR级联信号传递途径响应细胞分裂素信号,启动细胞分裂相关基因表达。在百脉根中的细胞分裂素受体LHK1
<正>主持人,你好!请问如何有效控制和清理生产过程可燃性粉尘爆炸危险场的粉尘,有哪些具体要求?易安网友易安网友,你好!有效控制和清理生产过程可燃性粉尘爆炸危险场的粉尘,应该做到以下5点要求:1.企业对粉尘爆炸危险场所应制定包括清扫范围、清扫方式、清扫周期等内容的粉尘清理制度。
T3SS效应蛋白在根瘤菌与豆科宿主植物之间的共生相互作用中发挥重要功能。本文围绕三种不同的共生固氮体系中nopP基因的共生固氮功能开展研究,探索该基因对根瘤菌结瘤数量和宿主范围的影响。取得了如下三个方面的实验结果。1.基于pK19mob插入失活方法,筛选突变体7653R nopPmut。PCR和测序结果验证突变体正确。通过植物盆栽检测接种突变体后的共生表型,发现接种华癸根瘤菌突变体的紫云英形成白色
<正>主持人,你好!如何有效控制生产过程可燃性粉尘爆炸危险场所除尘系统发生粉尘爆炸,粉尘爆炸危险场所除尘系统有哪些管理要求,在紧急情况下如何处置,存在粉尘爆炸危险的除尘系统的防爆要求有哪些?易安网友易安网友,你好!除尘系统是由吸尘罩、风管、除尘器、风机及控制装置组成的用于捕集气固两相流中固体颗粒物的系统。
华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)7653R能与宿主豆科植物紫云英建立共生固氮关系。本室前期转录组测序发现,M.huakuii 7653R中MCHK-3535在共生条件下表达量显著升高。本文对MCHK-3535在共生固氮中的生物学功能及潜在作用机制进行了研究,取得了如下主要结果和发现。1、利用生物信息学方法,预测和分析了MCHK-3535的结构及功能。该基因全长1542