摘要
进入环境中的废弃塑料会逐渐分解为微塑料（MPs），几乎无处不在的微塑料对水生生态系统的影响受到环境领域研究者的广泛关注。由于塑料本身包含有害物质，而且它们还能承载各种环境污染物，致使微塑料具有一定的生态风险。对微塑料进行毒性研究、风险评估和相关人类健康影响的预测，需要了解其对有机污染物的运输机理。药品和个人护理产品（PPCPs）作为一类“新污染物”，在产品阶段就与微塑料共存，如洗面奶、牙膏等清洁用品中会添加塑料微珠。由于PPCPs被持续大量地使用和释放，而在污水厂中的去除率却较低，因此它们在水环境中表现出“伪持久性”，致使它们不可避免地与微塑料相遇。鉴于极性化合物与微塑料之间复杂且不同于非极性化合物的吸附机理，本文以亲水性PPCPs为目标污染物，对它们在传统微塑料和生物降解微塑料（BPs）上的吸附进行了研究，以期探究PPCPs与微塑料间的吸附行为和作用机理。本论文主要研究内容与结果归纳如下： 1、选取15种亲水性PPCPs，初步筛查了它们在5种传统MPs（PA6、PS、PET、PVC和TPU）和3种BPs（PLA、PBS和PCL）上的吸附行为。结果表明，PA6吸附了7种化合物，表现出最强的吸附倾向，其中对防晒剂二苯酮-2（BP-2）和二苯酮-4的吸附效率分别达到97.98%和66.39%；TPU和3种BPs均可吸附苯妥英、对羟基苯甲酸甲酯（MeP）和二苯酮-2，而PVC只吸附磺胺醋酰（SA）、苯妥英，PS、PET则只吸附磺胺醋酰。甲砜霉素、氟苯尼考、氨苄西林、氧氟沙星、头孢氨苄、氟尿嘧啶、西咪替丁和N,N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺均未与MPs发生明显吸附。综合分析可知，亲水性PPCPs在MPs上的吸附量不单由化合物性质或MPs种类决定，两者之间存在复杂的吸附作用机理。从吸附化合物种类的数量来看，水生环境中BPs的生态风险，尤其是PLA，可能要高于典型的传统塑料PS、PET和PVC。 2、PA6对氯霉素（CHL）、SA和BP-2的吸附机理研究结果表明，吸附量顺序如下：BP-2＞＞SA＞CHL，BP-2极高的吸附量（5868.92μg/g）归因于分子间氢键的形成；对于SA，静电作用几乎完全主导它的吸附行为，而CHL与PA6的作用力由疏水相互作用主导，静电作用为辅。拟一级模型和拟二级模型均较好地拟合了CHL和SA的动力学曲线，说明吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附；对于BP-2，拟二级模型拟合度更高（R2=0.9999），表明其受化学吸附控制。Henry模型和Freundlich模型均较好地拟合了热力学曲线，说明吸附过程为分配作用主导的非均相多层吸附。离子强度因盐析效应和电荷干扰在小范围内影响着CHL的吸附量，而对静电作用的干扰使SA和BP-2的吸附量呈下降趋势。在pH值的影响下，三种化合物的吸附量均呈现先增长再下降的趋势，其中，SA吸附量的变化最为显著。DOM没有显著改变PA6对CHL和BP-2的吸附量，而SA的吸附量则急剧降低。 3、MeP在5种MPs上的吸附机理研究结果表明，不同MPs对MeP的吸附性能依次为：PA6＞PLA＞TPU＞PBS＞PCL；疏水相互作用主导了全部MPs的吸附，此外， PLA与MeP之间还存在微弱的静电作用。拟二级模型很好地拟合了5种MPs的动力学曲线（R2＞0.9980），表明吸附主要为化学吸附；对于热力学曲线，Henry和Freundlich模型（1/n接近于1）较好的拟合度（R2＞0.9700）表明吸附为非均相固体上的多层吸附，且由分配作用主导。盐析作用诱导了MeP从水中的析出，并促使MeP在高盐度水中分配到MPs上。高pH值和高浓度DOM分别降低了PLA和PCL的吸附能力，除此外， MeP的吸附量均未受到pH值和DOM的明显影响。
NETL