| 老化聚丙烯微塑料对砷的吸附特性 |
| 摘要点击 434 全文点击 21 投稿时间：2024-12-19 修订日期：2025-04-14 |
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| 中文关键词 聚丙烯微塑料（PP MPs） 老化 砷（As） 等温吸附 动力学 |
| 英文关键词 polypropylene microplastics （PP MPs） aged arsenic （As） isothermal adsorption kinetics |
| DOI 10.13227/j.hjkx.20260244 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 于海涛 | 厦门理工学院环境科学与工程学院, 厦门市水资源利用与保护重点实验室, 厦门 361024 | 2456972684@qq.com | | 李国新 | 厦门理工学院环境科学与工程学院, 厦门市水资源利用与保护重点实验室, 厦门 361024 | ligx@xmut.edu.cn | | 张恒 | 厦门理工学院环境科学与工程学院, 厦门市水资源利用与保护重点实验室, 厦门 361024 | | | 李青松 | 厦门理工学院环境科学与工程学院, 厦门市水资源利用与保护重点实验室, 厦门 361024 | | | 王蕾 | 厦门理工学院环境科学与工程学院, 厦门市水资源利用与保护重点实验室, 厦门 361024 | | | 张丹丹 | 中国科学院城市环境研究所, 厦门 361021 | | | 吴义诚 | 厦门理工学院环境科学与工程学院, 厦门市水资源利用与保护重点实验室, 厦门 361024 | |
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| 中文摘要 |
| 微塑料（MPs）对水环境中污染物的吸附特性已经得到广泛关注，但紫外老化MPs对砷（As）的吸附特性尚不清楚. 以聚丙烯微塑料（PP MPs）为吸附剂，采用静态吸附方式，探讨原始和紫外老化MPs对水溶液中As（Ⅴ）的吸附动力学和等温吸附特征，并探讨环境因素（pH、溶解性有机质和NO3-）对该过程的影响. 结果表明：紫外老化使PP MPs表面产生大量的粗糙褶皱结构，并有不规则的突起和孔隙，含氧官能团增加，结晶度增大. 两种PP MPs对As（Ⅴ）的吸附均在12 h趋于平衡，且紫外老化PP MPs对As（Ⅴ）的吸附更符合准二级动力学模型（R2=0.980），表明老化MPs对As（Ⅴ）的吸附以化学吸附为主. 紫外老化和未老化MPs对As（Ⅴ）的等温吸附均符合Freundlich和Langmuir模型，且以Freundlich模型拟合效果更好，表明老化PP MPs对As（Ⅴ）的吸附主要受到表面络合和范德华力的影响. Langmuir模型拟合出的紫外老化MPs对As（Ⅴ）的理论最大吸附量（Qm）比原始MPs上升了11.8%. 此外，随着NO3-和溶解性有机质的增加，老化PP MPs对As（Ⅴ）的吸附量均呈现先升高后降低的趋势. 该研究为明确老化MPs对As的生物地球化学循环的影响和生态风险评估提供重要理论依据. |
| 英文摘要 |
| The adsorption characteristics of microplastics （MPs） for pollutants in the aqueous environment have received extensive attention； however， the adsorption characteristics of UV-aged MPs for arsenic （As） are not yet fully understood. In this study， the adsorption kinetics and isothermal adsorption of As（Ⅴ） from aqueous solutions by pristine and UV-aged MPs were investigated in static adsorption mode. Polypropylene microplastics （PP MPs） were used as the adsorbent， and the effects of environmental factors （pH， dissolved organic matter， and NO3-） on the adsorption process were also explored. The results showed that UV aging produced a substantial number of rough folded structures with irregular protrusions and pores on the surface of PP MPs. Furthermore， an enhancement in the prevalence of oxygen-containing functional groups， concomitant with an escalation in the crystallinity of the MPs， was observed. The adsorption of As（Ⅴ） by PP MPs tended to reach equilibrium within 12 h， and the adsorption kinetics of As（Ⅴ） on UV-aged MPs exhibited a stronger correlation with the pseudo-second-order model （R2=0.980）， indicating that the adsorption of As（Ⅴ） by UV-aged PP MPs was dominated by chemisorption. The Freundlich and Langmuir models were found to be applicable to the isothermal adsorption of As（Ⅴ） by aged MPs， with the Freundlich model providing a superior fit to the data. This finding suggests that the adsorption of As（Ⅴ） on aged MPs was predominantly influenced by surface complexation and van der Waals forces. The theoretical maximum adsorption （Qm） of As（Ⅴ） by UV-aged MPs fitted by the Langmuir model increased by 11.8% compared to that by the pristine MPs. In addition， the adsorption of As（Ⅴ） by aged PP MPs exhibited an increasing trend， followed by a decrease， with elevated NO3- and dissolved organic matter concentrations. This study provides a significant theoretical foundation for investigating the biogeochemical cycling and ecological risk assessment of As from aging MPs. |
