第七届青年地学论坛

微塑料在环境中广泛分布，世界范围内的土壤和地下水中都出现微塑料污染的情况。微塑料通常指粒径小于5 mm的塑料微粒，可分为初生微塑料和次生微塑料。其中，次生微塑料多为环境中大型塑料风化破解产生，通常具有不规则的边缘形态。已有研究表明，土壤环境中的微塑料能够进入植物体内，并由此在食物链中传播，严重威胁环境安全和人体健康。近年来，微塑料在多孔介质中的迁移行为受到国内外学者的高度关注，然而，目前研究多以形状尺寸标准的聚苯乙烯小球（PS）为对象，难以全面描述微塑料的迁移行为。因此，亟需推进多元化、多尺度、多形貌微塑料的迁移行为研究。
本研究以碎块状聚酯微塑料为研究对象，研究不同环境因素对其在多孔介质中迁移行为的影响。研究结果显示，碎块状聚酯微塑料的临界团聚浓度可达54.2 mM NaCl（pH=6），表明其在水环境中具有较高的分散稳定性。
有趣的是，尽管碎块状聚酯微塑料的分散稳定性较强，其迁移能力却相对较弱。即使是在1 mM NaCl条件下（pH=6），碎块状聚酯微塑料迁移穿出率仅为41.8%。由于具有不规则的形态，碎块状聚酯微塑料在迁移过程中可能受到较强的过滤作用，从而导致其迁移能力较弱。碎块状聚酯微塑料的迁移能力随阳离子浓度及价态的升高而降低。二价阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺）能够通过表面官能团在碎块状聚酯微塑料和介质表面之间形成离子桥键，从而增强介质表面聚酯微塑料的沉积量，降低其迁移能力。此外，对于同一价态的阳离子（Na⁺和K⁺或Ca²⁺和Mg²⁺），原子量较大的阳离子更容易降低聚酯微塑料的迁移能力。
碎块状聚酯微塑料的迁移能力随pH的升高而增强，且这种增强效果随二价阳离子（Ca²⁺）浓度的升高而收到抑制。一方面，随着pH的升高，碎块状聚酯微塑料表面官能团去质子化增强，使其负电性增大，亲水性增强，从而迁移能力提高。另一方面，官能团去质子化能够为二价阳离子提供更多的桥键位点，因而二价阳离子的存在会抑制pH升高对碎块状聚酯微塑料迁移的促进作用。
碎块状聚酯微塑料的迁移能力普遍随腐殖酸浓度的升高而增强，而二价阳离子浓度较高时，聚酯微塑料的迁移能力可能随腐殖酸浓度的升高而降低。腐殖酸能通过π-π键、氢键作用力等机制包裹在碎块状聚酯微塑料及介质表面，降低其不规则程度，增强二者间的静电排斥和空间位阻作用，提高微塑料的迁移能力。然而，腐殖酸富含大量官能团，能够为二价阳离子提供更多的桥键位点，因而高二价阳离子浓度条件下（例如10 mM CaCl₂），腐殖酸浓度的升高反而可能降低聚酯微塑料的迁移能力。
 

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