第七届青年地学论坛

纳米材料的应用日趋广泛。2019年，Science刊登文章指出应拟定计划研究纳米材料短期和长期在地方、区域、全球尺度对环境和人类健康存在的影响（Hochella, 2019）。纳米颗粒（NPs）在水体中的环境行为和生物效应受多层次的环境微界面，包括水-NPs界面，NPs-生物界面等的控制。由于水环境的复杂性，NPs的微界面作用受共存污染物的影响，然而其影响机制仍不清楚。
本研究以ZnO NPs作为典型的水溶性纳米颗粒代表，以备受关注的全球性新型污染物聚苯乙烯微塑料（PS MPs）为共存污染物代表，探究不同官能团修饰和表面电荷的四种PS MPs对ZnO NPs与小球藻（Chlorella vulgaris）微界面作用的影响机制。实验证明了溶解态Zn的含量受ZnO NPs的溶出，PS MPs对Zn的吸附以及NPs-MPs粒子间长程DLVO作用力的影响。一个基于Noyes-Whitney溶出方程与langmuir吸附方程的简单模型以及Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）计算用于描述实验数据，结果表明，Zn的溶出与吸附在较短的时间内完成达到平衡（6 h），带负电荷的未修饰聚苯乙烯（PS）能够吸附Zn²⁺同时与ZnO NPs产生异团聚；带负电荷的羧基修饰的聚苯乙烯（PC）既吸附Zn²⁺又通过双电层排斥力的作用使ZnO NPs分散促进Zn的溶出，总体系溶解态Zn的含量降低10.8%；氨基修饰的聚苯乙烯（PN）不吸附Zn²⁺，而正电氨基修饰的聚苯乙烯（PN (+)）能够促进ZnO NPs溶出。另外，NPs和MPs的自团聚随离子浓度和价态增加而增强，临界絮凝浓度（CCC）从小到大排列依次为ZnO NPs＜PS ＜PN (−) ＜PC ＜PN (+)。PS和PS和ZnO NPs快速凝聚，且易与藻细胞异团聚，增加了ZnO NPs与藻细胞的沉降速度；PC与PN (+)与ZnO NPs或者藻细之间的相互作用能均较大，使ZnO NPs或细胞的沉降程度降低。PN (−)一定程度上能缓解ZnO NPs的自团聚，更倾向于与nZnO异团聚，降低ZnO NPs与藻细胞的沉降速率。综上所述，我们的研究结果表明水溶性纳米材料（例如ZnO NPs）的环境行为与潜在的生态风险受环境中共存的稳定颗粒污染物（例如PS MPs）的影响。
 

纳米氧化锌,微塑料,微界面作用,吸附,团聚