老化微塑料对左氧氟沙星吸附行为的影响

为了探究老化前后可降解微塑料与水环境中抗生素的吸附机制,选取可降解微塑料聚丁二酸丁二醇酯（poly butylene succinate,PBS）和左氧氟沙星（levofloxacin,LEV）在水溶液中进行吸附,并考察了pH值和盐度对吸附容量的影响。结果表明,紫外光照老化使PBS表面产生大量褶皱和孔隙,结晶度减少,含氧官能团增多,未老化PBS对LEV吸附动力学与准一级动力学模型相吻合,而老化PBS更加符合准二级动力学模型且都于24 h内达到吸附平衡。老化后PBS为多层吸附并增强了对LEV的吸附能力,其中老化PBS和未老化PBS对LEV的平衡吸附量分别为5.32和3.70 mg·g^-1。pH值和盐度对PBS吸附LEV的影响显著,其中pH值为7时吸附量最大,而盐度的增加会减少PBS对LEV的吸附。研究结果可为评价可降解微塑料在环境中的老化过程对抗生素的吸附行为提供了参考。     

水土环境中微塑料对磷的吸附行为

为了探究微塑料在水体和土壤环境中对磷的吸附特性及不同因素对磷等生源物质在微塑料及土壤中赋存的影响,采用聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)这两种常见的微塑料进行吸附试验。结果表明:疏松多孔的PP拥有比PS更强的吸附性能和更大的吸附容量;两种微塑料的Zeta电位随pH的增加而降低,并且PS和PP的零电荷点(pH_(PZC))分别在pH为5.92和6.45时达到;PP、PS对磷的吸附以单层饱和吸附为主,吸附方式主要为物理吸附,并且吸附过程为放热和熵减的自发反应;微塑料对磷的单位吸附量随pH的增大呈现出先降低后升高的"U型"趋势,且温度的升高不利于PP、PS这两种微塑料对磷的吸附;随土壤中微塑料质量添加比的增加,土壤-微塑料体系对磷的吸附量增大幅度有限。研究表明,不同类型的微塑料其吸附能力存在差异,且环境因素能够对其吸附磷造成明显影响,微塑料的持续性积累对土壤-微塑料体系吸附磷的促进作用十分有限,并且这个促进作用也不会因微塑料的种类不同而产生较大差异。     

不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响

为研究环境中生物炭和微塑料之间的相互作用对有机污染物吸附产生的影响,选取两种粒径范围[0.85~2.00 mm（L）和0.11~0.18 mm（S）]的小麦秸秆生物炭（BC）和聚乙烯微塑料（PE）,对其性质进行表征,并测定了吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和组成,研究了其单独和共存时吸附菲的行为。结果表明：同种颗粒物不同粒径间的差异主要体现在总比表面积、孔结构和表面官能团数量;SBC的总比表面积（216.32 m²·g^-1）约是LBC（2.31 m²·g^-1）的100倍,而LBC的平均孔径（8.92 nm）约是SBC（2.28 nm）的4倍;SPE的总比表面积（0.17 m²·g^-1）是LPE（0.07 m²·g^-1）的2倍多。SBC羟基振动峰（3 400 cm^-1）的强度显著高于LBC;SPE亚甲基振动峰的强度高于LPE。吸附等温线结果显示,颗粒物对菲的吸附均符合Freundlich模型（R²>0.94）;单一颗粒物吸附菲能力（lg K_f）的顺序为SBC>SPE>LPE>LBC;当生物炭与聚乙烯微塑料共存时吸附能力强于单一颗粒物,并且高于两相Freundlich模型预测值,说明菲在生物炭与聚乙烯微塑料混合颗粒物上的吸附不是独立的;同时,混合颗粒物吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和芳香度明显下降,并且溶解性有机碳浓度与颗粒物的lg K_f显著负相关,说明不同颗粒物对菲的吸附不仅受颗粒物表面性质的影响,还受溶解性有机碳的控制。     

磷对塿土吸附四环素的影响

本文研究了复合污染条件下磷对塿土吸附四环素的影响.研究结果表明,磷的存在降低了塿土对四环素的吸附量;而且,磷存在时塿土对四环素的吸附速率有所增加.在25℃,pH=7的条件下,塿土对四环素的吸附等温线数据更符合Langmuir模型,单一及复合污染条件下,塿土对四环素的最大吸附量分别为37.66 mmol·kg-1和34.90 mmol·kg-1.此外,pH值对于塿土吸附四环素的影响较大,当溶液pH＜5时,四环素的吸附量随着pH的升高而减小,当5＜pH＜7时,四环素的吸附量随着pH的升高而增大,当pH＞7时,则又随着pH的升高而减小.     

膨润土和高岭土对四环素吸附的影响

采用批平衡吸附试验,研究了四环素在膨润土和高岭土中的吸附行为.结果显示,膨润土和高岭土对四环素的吸附行为均可用Freudlich等温方程描述,但Kf(膨润土)>>Kr(高岭土),说明膨润土对四环素吸附能力较高岭土强.随着土壤溶液中离子强度的增加,四环素在两类粘土表面的吸附逐渐减少,表明四环素在粘土表面的吸附是以阳离子交换作用为主.同时,不同阳离子导致四环素在粘土上的吸附存在差异,其影响趋势主要为价态的影响,即价态越高,竞争吸附能力越强:M3+(Al3+)＞M2+(Ca2+)＞M+(K+).此外在pH4.5～8.0的范围内,两类粘土对四环素的吸附系数均随着pH的增大而减小.     

重金属存在下微塑料对环丙沙星的吸附特征及机制研究

为了揭示微塑料在重金属与抗生素共存体系中的吸附特征,以聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)为典型微塑料,以环丙沙星(CIP)作为目标抗生素,以Cu、Cd为重金属代表,通过批量吸附试验研究了重金属存在下微塑料对CIP的吸附行为及机理。结果表明:PA和PVC两种微塑料对CIP的吸附同时符合Langmuir方程和Freundlich方程,由Langmuir方程拟合得到的CIP对PA和PVC的最大吸附量分别为1.846 mg·g~(-1)和1.862 mg·g~(-1)。不同pH下两种微塑料对CIP的吸附呈现先增加再降低的趋势,pH为6时吸附量达到最大。重金属Cu、Cd存在下的吸附等温线更符合Langmuir方程,Cu的存在显著促进了微塑料对CIP的吸附,而Cd的存在抑制了微塑料对CIP的吸附,Cu、Cd没有改变吸附量随pH变化的趋势。PVC对CIP的吸附以物理吸附为主,PA吸附CIP的机制包括酰胺基与羰基间氢键的产生,此外静电相互作用、极性作用也是两种微塑料吸附CIP的重要机制。研究表明,重金属Cu、Cd存在下,可以改变微塑料对CIP的吸附量,但不会对PA、PVC吸附CIP的机制产生影响。     

锰氧化物改性生物炭对水中四环素的强化吸附

以MnCl2为改性剂,制备锰氧化物改性生物炭(MBC),用于强化生物炭对水中四环素的吸附。采用比表面积法(BET)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)等手段表征其微观结构,并通过单因素试验研究改性前后生物炭对四环素的吸附行为和影响因素。结果表明,Langmuir模型计算的MBC最大吸附量为736 mg·g^-1,较原始生物炭提高了15倍。吸附符合准二级动力学模型,受物理化学过程控制,是一个自发的吸热过程。溶液pH、二价阳离子对吸附影响较大,而一价阳离子和共存腐植酸对吸附影响微弱。MBC吸附水中四环素主要是通过氢键作用、静电作用及锰与四环素之间的配位作用,吸附效果较BC显著提高,且环境适应能力更强,对去除水环境中的抗生素具有较好的应用前景。     

春季乌梁素海水体微塑料分布特征及影响因素

为探究春季乌梁素海水体中微塑料的空间分布特征及其影响因素,通过分层取样、显微镜观察、傅里叶红外光谱测定等方法,对春季乌梁素海水体中微塑料的丰度、颜色、形状和种类进行鉴定,并结合当地环境分析不同季节微塑料分布差异的影响因素。结果表明:春季乌梁素海表层水体微塑料丰度为4.8～19.0个·L~(-1),中层水体微塑料丰度为4.6～16.3个·L~(-1),表层微塑料的平均丰度约为中层的1.4倍。表层水中微塑料的形状以纤维(46.6%)为主,中层则以碎片(53.2%)为主,微塑料主要类型为聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET),其中表层水中PE和PS普遍高于中层水,而PET在中层水中丰度较高。乌梁素海水体中微塑料在湖水结冰前和冰盖融化后丰度差异较大且呈现相反的分布模式。研究表明,微塑料在水中垂直分布所受到的影响因素复杂,微塑料的密度是影响其沉降的主要原因,但微塑料的形状、大小和生物作用等会使其密度发生改变,进而影响其沉降。     

炭吸附聚谷氨酸对土壤环境及小麦产量的影响

[目的]研究炭吸附聚谷氨酸对土壤环境及小麦产量的影响。[方法]在小麦地喷施炭吸附聚谷氨酸产品,检测其对土壤氮含量、pH、总孔隙度、团聚体、细菌及小麦产量的影响。[结果]炭吸附聚谷氨酸处理土壤,全氮含量增加0.131 g/kg,pH逐步趋向中性,总孔隙度增加5.2%,团聚体(0.05～2.00 mm)增加70.7 g/kg,微生物多样性提高,类群数增加,小麦增产6%以上。相关性分析结果表明,土壤微生物与小麦产量呈显著正相关(P<0.05),对小麦产量影响很大。[结论]炭吸附聚谷氨酸可改善土壤环境,提高小麦产量,为炭吸附聚谷氨酸的广泛推广应用提供理论基础。     

土壤环境质量标准因素研究

土壤资源是最重要的自然资源之一,是人类赖以生存的物质基础。土壤质量的好坏直接影响着农作物的生长环境和品质优劣,关系到人类的健康和社会的可持续发展。土壤环境质量标准对于土壤的检测十分关键,在制定时应充分考虑多方面因素,制定科学合理、切实可行的土壤环境质量标准。本文探讨了对土壤环境质量标准制定所要考虑的因素。     

微塑料的环境行为及其生态毒性研究进展

微塑料污染已经成为全球关注的环境问题。本文对不同环境介质中微塑料的来源、迁移、分布特征及其对生物体的毒性效应等方面的研究现状进行了系统的总结和评述。微塑料的来源主要包括直接进入到环境中的初生微塑料和大块塑料破裂、分解形成的次生微塑料,其可在大气、水体(淡水和海洋)和陆地环境之间进行迁移。需建立统一的微塑料样品采集、分离和鉴定方法,并结合准确高效的溯源分析技术,进一步探索其环境行为与归趋。微塑料(含自身的添加剂)被生物摄取后会造成物理损伤、引发生物体的行为、生理学和分子学反应,并可能与其他污染物形成复合污染,产生联合毒性效应。通过同位素示踪与分子生物学新技术的联用,重点研究微塑料的生物累积和在食物链中的传递效应,尤其是对人体健康的潜在威胁,以期为微塑料污染的生态风险评估提供理论依据。     

不同土壤环境因素对复合改性矿物包膜尿素氮素释放的影响

在室内模拟4种不同的土壤环境因素(含水量、温度、质地、微生物),研究其对3种复合改性矿物包膜尿素(M、L、H)氮素释放的影响。结果表明,土壤质地和土壤含水量为田间持水量的35%~100%时,对3种复合改性矿物包膜尿素的氮素释放无显著性差异,说明土壤质地和水分条件不是影响复合改性矿物包膜尿素氮素释放的主要因素。但土壤温度和土壤微生物对3种复合改性矿物包膜尿素的氮素释放影响显著,培养温度由25℃升高到35℃,其氮素累积释放率分别增加27.65%,10.16%和20.32%;与不灭菌处理相比,土壤灭菌时其氮素累积释放率分别降低43.28%,45.16%和28.27%。说明在适合的水分和温度条件下,土壤中的微生物种类及其活性对复合改性矿物包膜尿素的氮素释放具有很大的影响。     

土壤微塑料影响植物生长的因素与机制研究进展

土壤中的微塑料可通过多种方式影响植物生长,并且其在植物体内积累会最终通过食物链进入人体,厘清微塑料对植物生长的影响及机制,有助于系统掌握其在土壤-植物体系中的环境行为。微塑料的赋存状态和理化特征均可影响其对植物的作用效果,本文从粒径、形状、浓度、种类、塑料添加剂和老化程度等方面,梳理了土壤微塑料影响植物生长的主要因素及作用机制,并对未来研究的重点内容提出展望,以期为进一步明晰微塑料对土壤生态系统的影响提供参考。     

沈阳周边农田土壤中微塑料组成与分布

为明确沈阳周边农田土壤微塑料的形态、物质组成及其空间分布特征,以沈阳周边农田土壤为研究区,共设置23个采样点,采集了84个土壤样品,采用密度分离浮选法提取出土壤中微塑料,利用光学显微镜以及热裂解气相色谱-质谱联用仪(Py-GC/MS),对土壤中的微塑料进行形态鉴定和定性定量分析。结果表明:研究区土壤中微塑料物理性状分为薄膜状、碎片状、纤维状和颗粒状;土壤中微塑料的浓度为217.30～2 512.18μg·g~(-1),平均值为1 327.69μg·g~(-1)。其中,聚乙烯(PE)微塑料的浓度最高,平均值为760.03μg·g~(-1);其次为聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS),平均值分别为374.07μg·g~(-1)和193.59μg·g~(-1);土壤中微塑料浓度在空间上呈现出西部土壤(平均值1 569.59μg·g~(-1))东部土壤(平均值1 320.28μg·g~(-1))北部土壤(平均值1 217.56μg·g~(-1))南部土壤(平均值1 208.85μg·g~(-1))。土壤微塑料浓度从地表向下明显降低,从表层土壤(0～5 cm)的998.76μg·g~(-1)减少到深层土壤(20～30 cm)的193.00μg·g~(-1);不同的土壤种植模式对土壤微塑料浓度的影响明显,其中大棚土壤微塑料浓度较高,平均值为1 439.56μg·g~(-1),露天农田微塑料浓度平均值为1 187.76μg·g~(-1)。生菜、葡萄、黄瓜大棚种植以及露天农田覆膜玉米种植模式下土壤微塑料含量较高。研究表明,沈阳周边农田土壤中微塑料主要组成类型为PE、PP和PS,且随土层加深,土壤微塑料浓度明显降低。     

典型微塑料对环丙沙星在多孔介质运移的影响

为探究微塑料对抗生素在多孔介质运移的影响,本文以聚丙烯（Polypropylene,PP）作为典型微塑料,以环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）为典型抗生素污染物,通过CIP的吸附实验和CIP在砂柱中运移实验,研究PP对CIP在多孔介质中的运移分布的影响。结果表明,PP对CIP的吸附能力强于石英砂对CIP的吸附能力,最大Langmuir吸附能力为1.03 mg·g^-1。在砂柱实验中,CIP的流出浓度随PP含量的增加而降低,而流速增大时砂柱流出的CIP浓度峰值的出现时间提前。此外,当进入砂柱的CIP溶液浓度增大时,流出砂柱的CIP总量增大;溶液中增加NaCl、CaCl₂和BaCl₂等电解质提高离子强度,会增强CIP在砂柱中的迁移能力。研究表明,PP能显著影响CIP在多孔介质中运移的行为。     

土壤微塑料与重金属、持久性有机污染物和抗生素作用影响因素综述

微塑料是难以降解的污染物,可作为众多污染物的载体,在土壤中极易与其他污染物发生复合效应,对土壤产生不利影响。本文系统分析了聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和聚酰胺（PA）六种微塑料与重金属、持久性有机污染物和抗生素在土壤中的相互作用及其影响因素。在土壤介质中,微塑料与重金属的作用受微塑料比表面积、老化程度、极性以及土壤中H+、低分子酸的影响;微塑料与持久性污染物的作用受微塑料疏水性、橡胶域丰度、污染物极性以及土壤有机质的影响;微塑料与抗生素的作用受微塑料比表面积、极性以及土壤中的腐殖质等物质的影响。研究结果将为阐明微塑料在土壤环境中与其他污染物的相互作用影响因素提供理论支撑。     

水土比、pH和有机质对沉积物吸附四环素的复合影响

为更深入了解抗生素在水环境迁移过程中受沉积物吸附影响的特征和规律,选取典型抗生素之四环素(TC)为代表,研究了不同水土比、pH及有机质对九龙江沉积物吸附TC的复合影响。通过在不同水土比条件下进行改变pH的吸附实验考察水土比和pH的复合影响,又以去除有机质前后的沉积物为吸附剂,在不同水土比、pH条件下对初始浓度范围为20~100 mg·L~(-1)的TC溶液进行等温平衡吸附试验,研究有机质在不同环境条件下对沉积物吸附TC的影响。结果显示pH的影响规律为:沉积物对TC的吸附率总是在酸性条件(pH=3~5)下出现最大值,并且吸附率总体上会随着pH的升高而降低。水土比的影响规律为:水土比的变化会使达到最大吸附率的pH位点和最大吸附率值都发生改变,如:水土比为0.125和0.25时,吸附率在pH=3时达到最大,分别是96.8%和95.3%;水土比0.5时,达到最大吸附率的pH值为5,且最大吸附率值降低至82.82%。这可能是吸附方式由阳离子交换转变为离子交换和配位络合的综合作用导致的。沉积物中有机质的影响研究发现,有机质不是单一的促进或抑制作用,而是在TC形态和沉积物的主要吸附方式发生变化的时候,其促进和抑制作用发生转换。