微塑料在水溶液中对抗生素的载体效应研究
微塑料体积小、污染范围广，对动植物的健康和环境的稳定有直接影响。同时，抗生素作为环境污染物，会对动植物产生负面影响，产生抗药性、抑制生长发育，甚至有毒害作用。微塑料在水环境中会为抗生素提供载体，抗生素在环境中会附着在微塑料的表面，与微塑料形成复合污染，在环境中迁移转化，最终进入生物体内，引发环境污染和生物毒性，造成严重危害。微塑料受到学者们受到广泛的关注，但对于其载体效应引发的复合污染的研究较少，对于环境因子的影响和吸附机理仍旧是有待研究。 因此，本研究以微塑料聚氯乙烯（Polyvinylchloride，简称PVC）、聚乙烯(Polyethylene，简称PE)、聚苯乙烯（polystyrene，简称PS）为载体，研究其与抗生素四环素与恩诺沙星之间的载体效应的基础上，探究微塑料对抗生素载体效应强度，并进一步探讨其机理，对环境是否有更大的危害。 (1)本研究将塑料PVC、PE、PS作为原材料进行研磨、过筛、清洗、烘干，对制备出的微塑料做出表征。本文通过扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)及等电荷点分析(pHPZC)，结果表明PE不含有特异性官能团，PVC自身结构中存在氯代烃，PS自身结构中存在苯环，PVC、PS会与抗生素发生化学反应，增加载体效应强度 (2)微塑料对抗生素的载体效应实验结果表明微塑料对两种抗生素的载体效应强度会随初始浓度的增加而加强;PVC、PE、PS对四环素的载体效应平衡时间分别为10h、16h和13h，对恩诺沙星的反应平衡时间为8h、16h和8h;在中性环境下最适合载体效应的发生，强酸性和强碱性环境对载体效应有抑制作用;高盐离子浓度会抑制载体效应，但少量的盐离子浓度会促进微塑料对四环素的吸附量。PVC、PE、PS对四环素与恩诺沙星的载体效应强度排序为PS＞PVC＞PE。 (3)PE更符合为伪一级动力学，PVC、PS更符合伪二级动力学，并进行了Langmuir、Freundlich、Temkin、Dubinin-Raduskevich(D-R)、以及Linear等温线模型拟合，得出结果三种微塑料对Langmuir模型更符合，其载体效应过程属于单分子层吸附，通过等温线模型计算出了微塑料PVC、PE、PS对四环素的qm分别为121.95μg/g、81.30μg/g、178.57gμ/g，对恩诺沙星的qm为74.63μg/g，103.09μg/g和142.86μg/g。 (4)PVC、PE、PS对四环素、恩诺沙星的载体效应中包含化学吸附和物理吸附，化学吸附包括PVC、PS的特异性官能团的反应，物理吸附含有疏水作用、范德华力、静电作用，PS与四环素、恩诺沙星之间还出现π-π作用。 (5)PE对抗生素的载体效应不强且容易解吸，不会引起复合污染，但会被携带到其他水体，解吸并引发各自污染;PVC与PS载体效应强、不易解吸，其与抗生素分子结合的复合体容易对环境产生毒性引起复合污染，后续需要重点研究处理。
微塑料;抗生素;四环素;恩诺沙星;载体效应
东北农业大学
硕士
农业资源利用
代英杰;王晓燕
2022
中文
X131
2022-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）