我院水文团队博士研究生王毅在河口水环境中微塑料聚集过程研究取得新进展

发布者:孙杰 发布时间:2023-09-12 浏览次数:253

近日,我院水文团队的研究结果分别以“Aggregation behavior of polyethylene microplastics in the nearshore environment: The role of particle size, environmental condition and turbulent flow”、“Influence of typical clay minerals on aggregation and settling of pristine and aged polyethylene microplastics”为题,发表于TOP期刊Science of the Total EnvironmentEnvironmental Pollution。博士研究生王毅为第一作者,导师陈兴伟教授为通讯作者;福建师范大学为第一署名单位。研究得到了国家自然科学基金联合基金重点项目、面上项目的资助。

微塑料(MPs)是近年来受到广泛关注的新型污染物之一。河口是MPs从陆地向海洋输运的重要通道,了解河口水环境中MPs的聚集过程,有助于理解河口MPs的运动。2021级博士研究生王毅以天然水环境中分布最广泛的聚乙烯MPs为研究对象,通过室内实验模拟和理论分析,揭示MPs在不同环境条件下的聚集过程。

1. 河口湍流对MPs聚集行为的影响。以不同粒径的聚乙烯MPs为研究对象,模拟在湍流条件下,盐度梯度、溶解性有机质(DOM)等因素对MPs聚集行为的影响。研究表明,(1MPs附着效率、粒径与盐度的关系可以用经验方程表示;(2)在湍流条件下,盐度梯度、DOM等环境条件对MPs聚集过程和聚集体结构的影响机制存在差异。其中,盐度梯度通过压缩MPs的双电层使聚集体的分形维数增加,DOM通过在聚集体的孔隙内扩散使结构更紧凑。

2. 河口泥沙MPs聚集行为的影响。以原始和紫外线老化的聚乙烯MPs为研究对象,探究绿泥石、伊利石、高岭石和蒙脱石等典型粘土矿物(泥沙主要组分)对MPs聚集行为的影响。揭示了老化过程对不同水环境条件下MPs稳定性的影响,明确了MPs与典型粘土矿物异型聚集-沉降的主导机制。研究表明,(1)不同价态的电解质对老化MPs稳定性的影响机制不同,主要取决于MPs的固有属性,如官能团,疏水性和表面电位等;(2)静电相互作用主导了MPs的异型聚集,且异型聚集并不依赖于粘土矿物的类型;(3)异型聚集过程控制了MPs的垂直运输。研究的相关结果为水环境中MPs的运输和分布提供了新的见解。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165941

https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.120649