关键词：
微塑料
孔雀石绿
磺胺甲恶唑
紫外老化
高锰酸钾预氧化
吸附-解吸行为
摘要：
由于微塑料（MPs）的小尺寸、高丰度等特征,使得它的环境问题受到了广大学者的普遍重视。排放到环境中的MPs会对污染物产生富集作用,进而影响污染物的迁移和转化,并且吸附污染物的MPs可被生物误食,会使MPs产生潜在的双重生物毒性作用。另外塑料垃圾在环境中广泛分布,长时间内易受紫外（UV）线照射、热降解、生物降解和氧化反应的影响,暴露在自然环境中的MPs在持续的物理化学因素的作用下,会经历多次老化过程。老化使得MPs的物化特征发生变化,影响了它和有机污染物（染料和抗生素）之间的相互作用,甚至影响在生物消化道污染物的解吸行为,从而强化了MPs生态风险。但是目前,关于氧化MPs对污染物的吸附和解吸行为尚不清楚。所以有必要进行老化MPs对污染物的吸附-解吸行为研究。
自然界中较低的温度和较弱的UV辐射强度,导致MPs老化过程中表面性质发生显著变化的时间较长,这严重限制了对其长期老化行为的调查。因此,特别需要找到一种实验室方法,可以潜在地模拟和加速微塑料的老化过程。基于以上考虑,利用UV老化和高锰酸钾（KMnO4）预氧化方式研究MPs在氧化过程中表面特征的变化。同时,通过获取不同老化程度的MPs以研究原始和老化MPs对污染物的吸附差异。最后,探究MPs吸附污染物在模拟海水、胃液和肠道环境的解吸机制和老化过程对该解吸行为的影响。基于此,本文选取环境中广泛分布的聚酰胺（PA6）和聚氯乙烯（PVC）为典型的研究MPs,有机染料孔雀石绿（MG）和磺胺甲恶唑（SMX）为目标污染物,得出的结论如下:
（1）通过吸附实验得出24 h后,PA6 MPs对SMX的吸附达到平衡,并且吸附受环境因素pH和盐度影响较大。紧接着分别在超纯水、模拟海水及模拟肠胃液中进行了解吸实验。结果表明,在模拟海水和模拟肠液中,SMX解吸率相当,为59.98%和58.37%,对应解吸量分别为0.74 mg/g和0.72 mg/g。在模拟胃液和超纯水中的解吸率分别为45.41%和36.48%,相应吸附量为0.56 mg/g和0.45mg/g。考虑到生物体自身温度影响,探究了温度对解吸的影响。实验发现模拟肠液和模拟胃液中的解吸量分别增加至0.79 mg/g和0.60 mg/g。由此可见,升温可加强SMX在肠胃液中的解吸,又因为生物体的体温取决于环境温度的高低,可进一步说明生物摄食吸附有SMX的PA6 MPs后,SMX不仅可以从PA6 MPs表面转移至胃肠道环境,还会因环境和生物体温度的升高而加速积累。
（2）研究了PVC在UV照射下的光老化特性和机理,发现随着老化时间的延长,PVC MPs的含氧官能团增多,羰基指数（CI）提高,结晶度提高,接触角变小,分子量分布变宽,粒径变小;另外利用总有机碳分析仪（TOC）和三维荧光光谱（3D-EEMs）对MPs浸出液的溶解性有机物（DOM）组成及荧光特征进行了表征分析。对水环境中常见的污染物有机染料MG进行了吸附-解吸实验,吸附实验表明平衡吸附量分别为2.607 mg/g（原始）,4.579 mg/g（老化3天）,7.307 mg/g（老化7天）,9.808 mg/g（老化14天）,11.890 mg/g（老化21天）和12.933 mg/g（老化30天）。发现随着老化时间的增加,PVC MPs对MG的吸附能力逐渐增强。紧接着分别在超纯水、模拟海水及模拟肠胃液中进行了解吸实验。结果表明,在六种解吸条件下发现吸附MG的PVC MPs的解吸率逐渐降低。最后建立了老化PVC MPs的平衡吸附量与O/C比或CI和平均粒径的回归方程,探讨PVC MPs的老化性质与老化时间/吸附容量之间的关系。
（3）经KMnO4预氧化处理后,PVC MPs表面有轻微腐蚀,而O-Mn谱图和表面纳米颗粒的出现表明PVC MPs表面产生了氧化物二氧化锰（Mn O2）。吸附实验表明原始PVC MPs对MG吸附能力较小,吸附量为2.66 mg/g;KMnO4单一氧化预氧化后PVC MPs对MG的吸附能力有些许增加,分别为7.00 mg/g（pH=7）、的6.72 mg/g（pH=11）和6.32 mg/g（pH=3）;复合预氧化后PVC MPs对MG的吸附能力有大幅度的增加,分别为140.79 mg/g（pH=7）、123.89 mg/g（pH=11）和122.97 mg/g（pH=3）。在六种解吸条件下发现,原始PVC MPs在胃液中解吸量高,为3.80 mg/g,解吸率为60.08%;在纯水中的解吸量为2.17 mg/g,解吸率为43.88%;而在模拟海水中的解吸量较低,为0.28 mg/g,解吸率为5.73%。但发现预氧化PVC MPs在六种条件下解吸率普遍降低,虽然解吸率较低,但总解吸量较大,说明一旦生物误食了吸附MG的PVC MPs后,MG就很可能从预氧化PVC
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