微塑料与土壤介质相互作用机制的研究

发布时间：2020-06-22 02:53

【摘要】：2011年,“微塑料污染”被联合国环境规划署(UNEP)列为人类要面对的一个新的危机和挑战。由此,“微塑料(粒径5mm)”一词,受到更多研究者的关注。因各种塑料制品在世界上被广泛使用,且随着人们生活水平的变化,其需求不断增大,而这些塑料垃圾进入环境(以土壤为例)中,会发生一系列复杂的物理化学反应,最终形成细小的颗粒不断在土壤环境中积累,使土壤受到污染,进而威胁生态环境和人类健康。目前,针对微塑料的相关研究国内外学者已经有了一定的进展,但主要局限在海洋微塑料的污染,而对土壤环境中的微塑料迁移转化机制的研究甚少。因此,本研究以聚苯乙烯(Polystyrene,PS)为微塑料代表作为研究对象,分别研究了微塑料对土壤吸附泰乐菌素(Tylosin,TYL)的影响、不同地域来源土壤对微塑料的吸附行为以及铁氧化物对微塑料的吸附机理,论文主要取得以下几个成果:1.主要研究了微塑料的加入对土壤吸附泰乐菌素的影响:在36 h,土壤样品以及微塑料-土壤复合体系对泰乐菌素的吸附趋于平衡状态;土壤及微塑料-土壤复合体系对抗生素的吸附动力学适宜用拉格朗日二级动力学模型拟合;吸附等温线数据用线性方程拟合较好;PS-土壤复合体系吸附能力与pH值和离子强度呈反比;抗生素在复合体系上的吸附大于土壤,证明了微塑料的加入有利于抗生素向固相中迁移,减少了抗生素的流动相,降低了抗生素的生态风险。2.研究了不同土壤与微塑料的交互特性和机理,试验结果表明:不同土壤对微塑料的吸附动力学曲线均呈现倒置的“L”型,微塑料在五种不同土壤上的吸附动力学特征相似,吸附主要发生在前3 h,拉格朗日二级动力学模型能很好的拟合吸附数据,R~20.99;线性方程能较好的拟合吸附等温线数据;吸附受环境中pH和离子强度的影响。3.铁氧化物(针铁矿(Goethite)、磁铁矿(Magnetite))对微塑料的吸附表明:其吸附动力学曲线呈现倒置的“L”型,吸附在3 h达到平衡,吸附动力学可以用拉格朗日二级动力学较好的拟合,吸附过程主要是发生在铁氧化物表面的表面吸附。吸附等温线可以用Langmuir模型较好的拟合,铁氧化物表面的单层吸附主导;微塑料在铁氧化物上的吸附量随pH的升高而降低,随离子强度的增加而逐渐增大。图[25]表[9]参[109]
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53
【图文】：

土壤图,塑料,微粒,土壤

图 1 不同分类微塑料微粒进入土壤方式Fig1 Different classification of microplastic particles into the soil人类活动是陆地废弃微塑料的主要来源，包括点源和面源污染[49]。污水处污泥应用是典型的点源污染[50]，含微塑料的生活污水和工业废水，通过废水、灌溉和污泥应用等方式使得微塑料进入土壤系统[51]。面源污染主要包括农膜、垃圾填埋等。农田生态系统中次生塑料微粒的来源之一是农业覆盖物的使用[52]；来自填埋场或表面沉积物的塑料颗粒和纤维，可通过空气沉积到陆态系统中（图 1）。土壤中的动物，通过体内胃囊研磨摄入的脆性塑料废弃物泄产生次级微塑料[53]。土壤中的动物如蚯蚓，摄食土壤表层塑料碎片后进入内部，体内累积的微塑料一部分随排泄物排出体外，残留于土壤中或被其他摄食，在食物链中传递，一部分积累在体内[23]。塑料微粒还可由如弹尾类土物通过自身咀嚼、行为碎裂，以及挖掘类哺乳动物等的活动，使微塑料进入[54]。鸟类等动物的迁移可以长距离输送微塑料，这对微塑料的迁移和扩散有的影响[24]。

技术路线图,技术路线

技术路线Fig2technicalroute

【参考文献】