【摘要】：微塑料作為一種新興的環(huán)境污染物,廣泛存在于水環(huán)境不同介質(zhì)中。由于具有來源廣泛、環(huán)境存在周期長(zhǎng)、易遷移、富集和轉(zhuǎn)運(yùn)有毒污染物、形體微小而易被生物吞食等特點(diǎn),水環(huán)境中微塑料的存在狀況及其帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已日益引起人們的關(guān)注。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于微塑料污染的研究主要集中在海洋環(huán)境中。淡水系統(tǒng)是海洋塑料垃圾的重要來源和輸送途徑,其水環(huán)境微塑料污染狀況卻沒有得到足夠重視。中國(guó)是世界上最大的塑料生產(chǎn)國(guó),其境內(nèi)淡水體系微塑料污染調(diào)查數(shù)據(jù)嚴(yán)重不足。此外,由于具有巨大的比表面積,微塑料能夠富集水環(huán)境中的疏水性有機(jī)污染物,從而對(duì)吞食生物造成毒害。研究微塑料與環(huán)境疏水性有機(jī)污染物的相互作用機(jī)制,能夠?yàn)樯钊肓私馕⑺芰系沫h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供重要信息。為此,本研究以武漢城市湖泊群和洞庭湖、洪湖等華中地區(qū)重要淡水湖泊為對(duì)象,從定性和定量的角度分析了微塑料在調(diào)查水域的存在狀況。并采用室內(nèi)模擬的方法,研究了微塑料與環(huán)境疏水性有機(jī)污染物的相互作用特征及潛在機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)武漢城區(qū)地表水微塑料豐度在1660.0±639.1—8925±1591 n/m~3之間。湖泊微塑料豐度與湖泊距市中心距離呈極顯著負(fù)相關(guān)(p0.001)。與湖泊相比,長(zhǎng)江和漢江武漢城區(qū)段的微塑料豐度相對(duì)較低。所檢測(cè)到微塑料中,纖維是最主要的形式,占總數(shù)的52.9—95.6%,有顏色的微塑料占50.4—86.9%,80%以上的微塑料粒徑小于2 mm。抽樣定性檢測(cè)結(jié)果顯示,聚酯和聚丙烯是所選微塑料的主要成分。(2)洞庭湖和洪湖水體中微塑料濃度范圍分別為900—2800和1250—4650n/m~3。在兩湖微塑料的主要形態(tài)中,塑料纖維所占比例達(dá)60%以上,有顏色的微塑料占比達(dá)70%以上,粒徑小于330μm的微塑料占比20%以上。拉曼鑒定結(jié)果顯示,聚乙烯和聚丙烯是主要的微塑料組分。(3)菲在聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和天然沉積物顆粒上的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(R~20.992),而吸附等溫線符合Langmuir等溫線模型(R~20.995)。與天然沉積物顆粒相比,微塑料對(duì)菲的吸附能力明顯較高,并遵循聚乙烯聚苯乙烯聚氯乙烯的規(guī)律。隨著液相中芘濃度的增加,菲在固相顆粒物上的分配系數(shù)(K_d)逐漸降低,尤其在天然沉積物上下降幅度最大。相對(duì)于天然沉積物顆粒,在解吸過程中微塑料對(duì)菲的解吸率較低,但由于具有較高的菲吸附量,從微塑料上解吸的菲的量較高。(4)通過吸附模型對(duì)比分析得出,芘在聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯上的吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(R~20.99),但吸附速率由顆粒內(nèi)擴(kuò)散過程控制。與聚苯乙烯和聚氯乙烯相比,聚乙烯對(duì)芘的親和力最高。芘在微塑料上的吸附平衡可以用Langmuir等溫線模型來描述(R~20.99)。
【圖文】：

武漢城市湖泊群水體微塑料污染狀況

微塑料的顯微鏡圖片
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院武漢植物園)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X524

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本文編號(hào)：2654048