[口头报告]游离细菌与生物膜对塑料颗粒在多孔介质中迁移行为的影响与机制

游离细菌与生物膜对塑料颗粒在多孔介质中迁移行为的影响与机制
编号：758 稿件编号：3476 访问权限：私有 更新：2023-04-10 17:36:36 浏览：190次 口头报告

报告开始：2023年05月07日 09:20 （Asia/Shanghai）

报告时间：10min

所在会议：[19A] 19A、土壤科学与环境健康 » [19A-2] 19A-2 土壤科学与环境健康

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摘要
纳/微塑料颗粒的环境风险问题近年来备受关注。由于其表面带有不同的官能团，纳/微塑料颗粒极易吸附污染物，如重金属与有机污染物。因此，不同环境介质中分布的纳/微塑料颗粒会对土壤以及地下水环境的安全造成一定的威胁。明确纳/微塑料颗粒在环境介质中的迁移能力对于污染控制至关重要。本研究以石英砂介质为代表性多孔介质，考察了游离的细菌与生物膜对纳/微塑料在多孔介质中的迁移和沉积行为的影响及机理，得到以下主要的研究结果：
（1）在研究考察的离子强度下，两种类型的细菌（E. coli和B. subtilis）均抑制负电性的塑料颗粒在石英砂介质中的迁移，促进其沉积；而两种类型的细菌在高、低离子强度的溶液条件下均会促进正电性的塑料颗粒在石英砂介质中的迁移，抑制其沉积。深入分析作用机制发现，细菌导致负电性和正电性塑料颗粒迁移行为改变的作用机理存在差异。细菌会与负电荷塑料颗粒形成团聚体，同时通过提供额外吸附位点的方式增加负电性塑料颗粒在多孔介质中的沉积，抑制其迁移。细菌会与正电荷塑料颗粒形成高迁移能力的团聚体，从而促进正电性塑料在多孔介质中的迁移。
（2）在研究考察的离子强度下，生物膜的存在会抑制三种粒径的塑料颗粒（0.02 μm-2 μm）在石英砂介质中的迁移。利用x射线断层扫描（XMT）发现，生物膜的存在会导致柱入口处的孔隙通道变窄，扫描电子显微镜（SEM）结果则表明生物膜的存在会增加多孔介质表面的粗糙度，从而降低塑料颗粒与石英砂介质之间的总作用力，促进塑料颗粒在生物膜覆盖石英砂介质中的沉积。研究同时发现，胞外多聚物的主要组分：蛋白质、多糖和腐殖酸均对塑料颗粒的沉积有作用，其中蛋白质组分促进塑料颗粒沉积的作用更为显著。红外光谱分析表明，细菌表面的O-H和N-H官能团可能会与羧基化的塑料颗粒之间形成氢键，促进塑料颗粒的沉积。此外，研究发现塑料颗粒由于与生物膜的结合力更强，其从生物膜表面的脱附可能性更小。
关键字
细菌、生物膜、塑料颗粒、多孔介质、迁移行为
报告人
何蕾
北京大学

稿件作者
何蕾 北京大学
童美萍 北京大学
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