微塑料与水体中磺胺类抗生素的交互作用

微塑料和磺胺类抗生素在水生环境中普遍存在,二者发生selleckchem Dinaciclib交互作用可能对环境形成复合污染,由于其潜在的协同毒性大于单一产生的毒性,此种现象正在引起科学界进一步的关注。微塑料对环境的污染一直是公众讨论的一个热点话题,微塑料会对动植物产生不可逆的损害,它不仅会导致生物体内器官受到损伤,还会改变生物细胞形态甚至调控基因表达,从而影响生物体后代发育及基因传递。与此同时,磺胺类抗生素是一种具有广谱抗菌作用的人工合成药物,但此种药物在动物体内吸收不良或代谢不完全,通常会以母体化合物或代谢物的形式进入水生环境,而大多数磺胺类抗生素结构稳定,流动性高,传统的污水处理工序不能完全去除,因此污染生态环境。到目前为止,有许多研究证明微塑料与水体中的磺胺类抗生素存在着一定的交互作用。明确微塑料与磺胺类抗生素的交互作用过程和机理,对于进一步研究微塑料和磺胺类抗生素污染对生态环境的共同作用具有重要意义。因此,本研究以四种微塑料(PA、PS、PE和PET)为研究对象,在探究其与两种磺胺类抗生素(磺胺甲恶唑和磺胺间甲氧嘧啶)结合机制的基础上,探究微塑料与磺胺类抗生素交互作用的能力,并进一步探讨二者是否具有对环境更大的影响效应。(1)本文通过扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)及等电荷点分析(p H_(pzc))对微塑料进行表征分析。SEM分析结果表明微塑料表面孔隙较少,多为褶皱或裂纹;XRD分析结果表明微塑料与磺胺类抗生素的交互作用和结晶度有密切关系;FTIR分析结果表明四种微塑料的自身结构差异会Microbiology抑制剂对交互作用产生影响。p H_(pzc)分析结果表明四种微塑料的等电荷点都在6.5-7.5之间,微塑料在酸性条件下带正电荷,在碱性条件下带负电荷。(2)本实验选择的影响因素包括:交互作用时间、微塑料添加量、磺胺类抗生素溶液初始浓度、溶液p H、溶液盐离子Annual risk of tuberculosis infection浓度。结果表明微塑料与磺胺类抗生素交互作用都能够在120min内达到平衡时间;最适初始浓度为10 mg/L;微塑料添加量对交互作用的影响不大;在中性条件下微塑料对磺胺类抗生素的吸附量最大;高盐离子浓度会抑制交互作用。PA、PS、PE和PET对磺胺类抗生素的交互作用强度排序为PA>PS>PE>PET。(3)利用伪一级动力学和伪二级动力学模型对实验数据进行拟合,结果表明作用过程更符合伪一级动力学,说明物理吸附是交互作用的主要机理;利用Langmuir、Freundlich、Temkin、Dubinin-Raduskevich(D-R)和Linear等温线模型进行拟合,结果表明与Langmuir模型拟合效果最好,说明单层吸附是交互作用的主要机理。通过等温线模型计算出了PA、PS、PE和PET对磺胺甲恶唑的最大吸附量分别为1170.52μg/g、267.83μg/g、104.58μg/g和203.63μg/g;PA、PS、PE和PET对磺胺间甲氧嘧啶的最大吸附量分别为895.06μg/g、80.40μg/g、96.17μg/g和98.01μg/g。(4)利用0.2 mol/L的CaCl_2溶液对四种微塑料进行了盐解吸实验,结果显示PE对磺胺类抗生素的解吸量最小,这可能是PE的物理结构孔隙最多的原因。此外,PS对磺胺类抗生素的解吸现象明显,这与PS的物理结构孔隙欠缺有关。