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农业有机投入品溶解性有机质对纳米塑料迁移的粒径选择效应

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  近期,爱体育app官网农田有机污染生物消减创新团队研究揭示农业有机投入品的溶解性有机质对不同粒径纳米塑料迁移的差异性影响,阐明了溶解性有机质特征组分对纳米塑料固定和促进迁移的微观机制。相关研究成果发表在《环境科学与技术(Environmental Science & Technology)》上。

  

 

  农田塑料残留问题日益受到人们的关注。微塑料在农田土壤中降解形成纳米塑料,更容易在土壤孔隙中迁移。农田有机投入品(生物质炭、秸秆和畜禽粪便等)释放的溶解性有机质可以改变土壤—水—纳米塑料系统的表面化学性质,从而影响纳米塑料迁移能力和环境归趋,但它们的相互作用微界面机制还不清楚。

  该研究综合采用迁移模型、DLVO理论和量子化学计算等手段,对纳米塑料和农业有机投入品的溶解性有机质的共迁移机制进行深入分析。研究发现,小粒径的纳米塑料(50纳米)在迁移过程中容易与农业有机投入品溶解性有机质发生共沉积,而这些溶解性有机质对大粒径纳米塑料(400纳米)的迁移有促进作用。溶解性有机质的特征组分胡敏酸和纤维素与纳米塑料的相互作用最为紧密,主导了小粒径纳米塑料的滞留;而胡敏酸增加静电排斥贡献更显著,促进大粒径纳米塑料的迁移。由于猪粪有机肥溶解性有机质释放浓度高、腐殖质指数适中、纤维素含量较高,对小粒径纳米塑料的阻滞作用和大粒径纳米塑料迁移的促进作用均为最强,因此,更容易使纳米塑料在农田土壤剖面上产生粒径分馏,增加了小粒径纳米塑料被作物根系吸收和累积的风险。该研究成果为农田微塑料污染管控和治理提供了理论依据。

  该研究得到国家自然科学基金、天津市自然科学基金、爱体育app官网科技创新工程等项目的资助。

  原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.1c07574 

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