关键词:
纳米塑料
聚甲基丙烯酸甲酯
非索非那定
共迁移
多孔介质
吸附
摘要:
微/纳米塑料(Micro/nano plastics,M/NPs)作为一种新兴污染物,在环境中广泛分布且不断累积,带来日益严重的环境风险和公共卫生问题。M/NPs有着较强的吸附性能,可与环境中的共存污染物发生相互作用,改变它们的移动性,产生更复杂的环境行为。药物及个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)因在现代日常生活中被人们所广泛使用,用于治疗过敏性疾病的抗组胺药物是其中典型的一类。抗组胺药物在环境中被广泛检出,且常规污水处理对其去除效率十分低下,抗组胺药物很容易进入自然环境。有关M/NPs和抗组胺药物间相互作用机制的信息还很少见,其共迁移研究尚未见报道。
本研究以石英砂为多孔介质,利用砂柱迁移实验、吸附实验、模型拟合和DLVO理论计算,结合傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、Zeta电位分析等技术,对典型纳米塑料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)和代表性抗组胺药物非索非那定(Fexofenadine,FEX)在不同p H和离子强度条件下的相互作用和共迁移行为进行研究,为预测和评价纳米塑料和抗组胺药物的共同污染提供理论基础。本研究取得的主要结果如下:
(1)随着PMMA纳米塑料平衡溶液浓度不断增加,多孔介质表面对PMMA的最大吸附量逐渐趋于平衡,这是由于多孔介质表面的吸附位点有限,较高浓度下的PMMA需要竞争多孔介质表面的吸附位点。随着PMMA输入浓度的升高,PMMA在多孔介质中的迁移性也增加,最大迁移率CMAX/C0遵循:50 mg/L PMMA>20 mg/L PMMA>10 mg/L PMMA。
(2)PMMA的吸附-迁移行为受p H和离子强度的变化影响。p H值由4增加到7时,PMMA在石英砂表面中的最大吸附量降低,由0.548 mg/g下降到0.360 mg/g(离子强度为10 mmol/L KCl);PMMA在石英砂柱中的迁移率增加,CMAX/C0遵循p H 4MAX/C0最高值可以达到1,FEX的迁移性对p H和离子强度的变化不敏感,PMMA的加入略微降低FEX的迁移率,总体上影响较小。
(4)p H和离子强度的变化会影响FEX和PMMA之间的相互作用,p H和离子强度的增加均会降低FEX在PMMA表面的吸附量,由于具备两性离子特性,FEX在不同p H条件下的主要形态不同,影响其在PMMA表面的吸附。PMMA表面的酯基参与对FEX的吸附反应。