2023年度王吉德教授团队研究成果
——微塑料老化及其对污染物吸附行为的研究进展
微塑料（Microplastics, MPs），是被定义为尺寸小于5 mm的塑料碎屑。因其体积较小，相对密度较轻，极易迁移至自然环境中。研究表明，微塑料在迁移过程中会经历机械磨碎、化学氧化、紫外辐照、冻融循环等一系列老化过程，导致MPs粒径减小、比表面积增大，含氧官能团比例激增，从而促进其吸附更多的污染物，形成复合污染物。因此，对比MPs老化前后对污染物的吸附行为及其在生物体肠胃液中的解吸效果，有利于更为准确地评估复合污染物的毒性大小及环境风险。
基于此，英国威廉希尔公司石油天然气精细化工重点实验室王吉德教授团队致力于MPs吸附行为的研究，并取得了一定的成果。本年度团队通过选择常用微塑料，如，聚氯乙烯（PVC），聚苯乙烯（PS），聚酰胺（PA），聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇脂（PBAT）等，通过紫外（UV）老化及复合老化的方式对其进行改性，并对比了其在老化前后对污染物的吸附性能。首先，对PVC进行了紫外老化、KMnO4氧化及复合氧化，并对比老化前后的MPs对磺胺甲恶唑（SMX）、孔雀石绿（MG）的吸附行为变化。将吸附后的MPs置于生物体模拟消化液中，考察其解吸效果。表征发现，MPs的吸附与其粒径和含氧官能团的变化有一定的对应关系。其次，对比了同类型MPs（PA6和PA66 MPs）对甲基橙（MO）和孔雀石绿（MO）的吸附差异，指出氢键作用在吸附过程中起到的关键作用。再次，对PS和PBAT进行UV辐照，研究了二者老化后对非甾类药物双氯芬酸钠（DCF）的吸附行为变化，结果表明，可降解塑料经老化后其吸附量增加尤为明显。
图（a）PA6和PA66对MO和MG吸附的差异对比；（b）PS和PBAT在老化前后对DCF的吸附研究；（c）PVC经复合氧化后，对MG吸附的影响探究：（d）PVC经UV老化后对SMX吸附行为的研究
相关成果发表在Ecotoxicology and Environmental Safety, 264 (2023) 115400；Chemosphere, 340 (2023) 139806；Environmental Technology & Innovation, 30 (2023) 103138；Environmental Technology & Innovation, 32 (2023) 103405；Toxics, 11 (2023) 24；Langmuir, 39 (2023) 12216等期刊。william hill中文网为第一完成单位。该项研究工作得到了国家自然科学基金中-挪国际合作项目的支持。
