北江水體和沉積物中微塑料的污染特征及其吸附行為研究.pdf

1、近些年，人們尤為關(guān)注海洋環(huán)境中的微塑料（<5mm），其被認(rèn)為是導(dǎo)致生物多樣性喪失的重要因素，是影響人類健康和活動的潛在威脅，更被《聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2014年鑒》提為全球十大新興污染物之一。人們都認(rèn)為海洋環(huán)境中的微塑料主要來源于陸上環(huán)境，由江河匯入大海更是其中一個重要的途徑，卻少有研究關(guān)注微塑料在淡水環(huán)境中的存在。因此，本課題以北江為研究區(qū)域，探究微塑料在水體和沉積物中的存在及其對有機污染物和重金屬的攜帶特征。此外，本課題還探究微塑料對典

2、型有機污染物和重金屬的吸附原理。
　　北江中游的飛來峽水庫表層水體中微塑料的平均豐度為0.56±0.45 items/m3；類型包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、發(fā)泡聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯，比例分別為52.31％、27.39%、13.20%、4.13%、1.98%和0.99%；外觀類型可分為泡沫狀、薄膜狀、碎片狀和纖維狀；尺寸范圍在0.063-0.6mm，0.6-2mm和2-5mm的微塑料分別占的比例為30.87%、

3、41.36%和27.77%。微塑料對16種多環(huán)芳烴的總攜帶量為282.4-427.3 ng/g，其中，苯并[g,h,i]苝和菲的攜帶量較高，分別為39.5-89.6 ng/g、34.6-56.8 ng/g和25.6-45.6 ng/g，通過異構(gòu)體的含量比值（Flut/Py<1和Phe/Ant>10），可判定多環(huán)芳烴主要來源于化石燃料的不完全燃燒產(chǎn)物。
　　北江清遠段8個沿岸采樣點表層沉積物中微塑料的平均豐度為344±194 ite

4、ms/kg；主要類型為聚乙烯和聚丙烯；經(jīng)歷過物理風(fēng)化作用的微塑料表面形貌表現(xiàn)為坑狀裂紋、線狀裂紋、片狀剝落和附著顆粒；經(jīng)歷過化學(xué)風(fēng)化作用的微塑料表面形貌與塑料原料顆粒相比顯得較為粗糙。微塑料對Ni、Cd、Pb、Cu、Zn和Ti的攜帶量分別為0.5-2.4μg/g，2.1-17.6μg/g，38.2-131.1μg/g，80.9-500.6μg/g，2414-14815μg/g和13617.0-38823.7μg/g?；谒芰显项w粒在環(huán)

5、境中的長期吸附能力，以及對環(huán)境中微塑料、較大尺寸塑料和塑料新產(chǎn)品中重金屬含量的數(shù)據(jù)調(diào)研和比較，可推斷環(huán)境中微塑料所攜帶的重金屬含量大多來自于生產(chǎn)過程中添加。
　　聚丙烯粒徑越小，對 PCB77的吸附能力越強；在19-27℃下，隨著溫度的升高，聚丙烯對PCB77的吸附能力將降低。聚丙烯在三種溶液環(huán)境中對PCB77吸附能力為：3.5%NaCl溶液>超純水>正己烷，這可能與溶液中的鹽度和PCB77的溶解度有關(guān)。聚丙烯對PCB77的吸附更

6、符合準(zhǔn)一級動力學(xué)方程，由此可推測聚丙烯對PCB77的吸附以物理吸附為主。但是，Langmuir方程對聚丙烯吸附PCB77的等溫線擬合相關(guān)度較高，因此，聚丙烯對 PCB77的吸附為物理和化學(xué)吸附兩者同時進行。根據(jù) Langmuir方程可得，在3.5% NaCl的溶液、超純水和正己烷中的飽和吸附量分別為344.8μg/g、192.3μg/g和93.5μg/g。
　　聚氯乙烯粒徑越小，對Cd2+的吸附能力越強；在19-27℃下，隨著溫度

7、的升高，聚氯乙烯對Cd2+的吸附能力將降低；聚氯乙烯在三種溶液環(huán)境中對Cd2+吸附能力為：超純水>3.5%NaCl>3.5%MgCl2，這可能與溶液中的其他金屬離子有關(guān)，即Cd2+與Na+或Mg2+存在著競爭吸附。而且，不同金屬離子對吸附能力影響程度不一樣。聚氯乙烯對Cd2+的吸附更符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，而且Langmuir方程對聚氯乙烯吸附Cd2+的等溫線擬合相關(guān)度較高，由此可推測聚氯乙烯對 Cd2+的吸附以化學(xué)吸附為主。根據(jù)Lang