模拟微塑料的释放及其老化过程的研究

作     者：李煌 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：葛建华

授予年度：2022年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：微塑料 老化 自由基 模拟条件 

摘      要：微塑料的概念首次在《Science》提出以来后,其较小的粒径和较高的丰度造成的自然环境问题引起了广泛的关注。在自然环境中存在的各种塑料经过不同作用会释放出粒径较小的微塑料。此外微塑料会经历光照、热辐射、物理搅拌、盐度、化学氧化等一系列老化作用使其物理化学性质发生一定程度的改变。老化后的微塑料不仅仅自身可以释放出有毒有害物质,并且可以作为自然环境中其他污染物的载体对自然生态造成一定程度的危害,因此研究微塑料的释放及其老化具有重要的环境意义。然而由于自然环境因素对微塑料的老化周期较长,因此寻找一种可替代自然条件模拟微塑料老化的实验室技术尤其重要。因此本论文利用实验室条件模拟微塑料的释放及其老化,为后续研究微塑料的老化提供一种可行性的方案。本文先是模拟研究在自然环境中微塑料的释放,随后研究微塑料的老化条件,最后研究在共存微塑料的老化作用。而本论文的主要研究结果主要以下几点:(1)在模拟微塑料释放的实验发现:商用塑料制品释放出数以亿计的微纳米塑料,所释放的微塑料的尺寸通常是不规则的,大粒径微塑料主要集中在1.5-3.5μm,小粒径集中在0.05-0.10μm,由于小粒径微塑料尺寸过小,更容易发生一个团聚的现象,因此这些团聚体的尺寸更接近一个球体。(2)在模拟微塑料的老化实验时发现:光照条件对微塑料的老化起着关键性的作用,不同老化条件对微塑料的老化程度是不同的。微塑料在老化过程中会使其表面形态变得粗糙不平,甚至产生破裂的现象,其粒径也减小至0-100μm范围内,老化也会使微塑料产生羟基、羧基等各种含氧官能团。也会释放出低聚物至滤液中从而增加对环境的潜在风险。(3)在模拟共存微塑料的老化时发现:PS微塑料显著加速了共存PP微塑料的光降解,包括更快的氧化和碎裂。PS微塑料的存在改变了PP微塑料的光降解途径。PS微塑料的临界效应主要来源于聚合物本身及其释放的DOM。聚合物自由基与溶解氧反应生成的OH·和O在PS微塑料本身在加速PP微塑料光降解过程中起着重要作用,而在PS-DOM的复合体系中,O起着主要的促进作用。图[43个]表[4个]参[115个]