近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團(tuán)隊(duì)揭示了微塑料促進(jìn)生物炭吸附抗生素的作用機(jī)理，研究結(jié)果為深入理解環(huán)境中新污染物環(huán)境化學(xué)特征，開發(fā)新污染物阻控材料和技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以“Small microplastic particles promote tetracycline and aureomycin adsorption by biochar in an aqueous solution”為題發(fā)表在《Journal of Environmental Management》上。

 

　　相較于大家熟悉的傳統(tǒng)污染物，微塑料、抗生素等新污染物來(lái)源廣泛，涉及行業(yè)眾多，風(fēng)險(xiǎn)不明，治理技術(shù)研發(fā)難度較大，是國(guó)際共性科技難題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于有機(jī)糞肥、農(nóng)膜、污水灌溉等生產(chǎn)資料和措施被頻繁施用，導(dǎo)致環(huán)境中微塑料、抗生素等新污染物的不斷累積，從而引起區(qū)域性新的環(huán)境污染問(wèn)題，威脅農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，影響人民生命健康。生物炭材料作為一種固體廢棄物增值產(chǎn)品，因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)特性能夠?yàn)槠平庑挛廴疚镏卫黼y題提供綠色低碳的解決方案。

 

　　基于此，本研究對(duì)不同類型、粒徑的微塑料對(duì)生物炭吸附典型抗生素（四環(huán)素和金霉素）的性能和機(jī)制進(jìn)行了考察和探討。研究結(jié)果表明：不僅微塑料本身能夠吸附抗生素，還能夠增加生物炭對(duì)抗生素的吸附作用。分析其原因是由于微塑料與生物炭相互作用改變了吸附劑的表面特性，兩者發(fā)生摩擦侵蝕了生物炭表面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致溶解性有機(jī)碳（DOC）的釋放；載體效應(yīng)促使微塑料和生物炭吸收釋放出來(lái)的DOC，降低溶液中小分子DOC的濃度，進(jìn)而形成微塑料-生物炭異質(zhì)聚集體，從而增大吸附劑的顆粒尺寸，進(jìn)而吸附更多的抗生素。此外，研究還提示今后在評(píng)估生物炭對(duì)抗生素吸附效能時(shí)，不能忽視微塑料的作用。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所博士研究生趙淑雯和碩士研究生張楚晨為該論文共同第一作者，張倩茹研究員為通訊作者。本研究得到了北方干旱半干旱耕地高效利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程重大任務(wù)、國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部中韓青年科學(xué)家交流計(jì)劃等項(xiàng)目的共同資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119332