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分析化学2026年第02期:多种老化与生物膜协同作用下聚丙烯微塑料对铅离子的吸附机制研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:范伟;殷家璇;郑沛;汪明烨;孙承君;李景喜;

单位:中国海洋大学化学化工学院;自然资源部第一海洋研究所海洋生物资源与环境研究中心;

摘要:聚丙烯(PP)微塑料是环境中广泛存在的塑料类型之一,主要来源于一次性包装材料、生活用品及医用防护用品等。受光照、温度及水动力扰动等外力作用,PP微塑料会发生老化,进而影响其界面对其它污染物的吸附特性。本研究以医用口罩为实验对象,通过冻融循环、模拟海浪作用和紫外降解等典型老化过程,并利用天然海水培育其表面生物膜,系统评估了不同老化方式及生物膜负载条件下PP微塑料吸附铅离子(Pb(Ⅱ))的特征与机制。结果表明,3种老化方式均促进了微塑料表面含氧官能团生成及活性位点增加,其中紫外老化与海浪混合沙石磨损产生的PP氧化程度最高,对Pb(Ⅱ)的吸附容量提升最显著。生物膜进一步改变了微塑料的表面能级结构和吸附位点类型,显著增强了PP对Pb(Ⅱ)的结合能力。动力学分析结果显示,Pb(Ⅱ)的吸附过程以准二级反应与化学吸附为主;统计物理模型揭示生物膜的引入使吸附体系由单能量位点向双能量位点转变,并呈现明显的多离子聚集行为。本研究结果表明,老化诱导的表面氧化与生物膜驱动的官能团增殖之间存在协同效应,二者共同调控微塑料对Pb(Ⅱ)的界面吸附过程。

关键词:微塑料;;生物膜;;老化;;吸附特性;;铅离子

基金资助:南亚防灾减灾能力建设合作项目(No.WJ1525011);; 中国-东盟国家蓝色伙伴关系建设项目(No.WJ1325011)资助~~