近日，河南農(nóng)業(yè)大學在 《Journal of Hazardous Materials》 期刊上發(fā)表題為“Phototransformation of microplastic derived dissolved organic matter reduces its adsorption capacity on ferrihydrite: Effects of additive types”的研究成果。河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專業(yè)2023級博士生楊煥煥為第一作者，馬雙龍教授、高博強講師為共同通訊作者。

該研究選取無添加劑聚苯乙烯（PS）、含酚類抗氧化劑的發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）及含硫添加劑的透明聚苯乙烯（CPS）為研究對象，系統(tǒng)探究了添加劑介導的MPDOM光轉(zhuǎn)化過程對其在水鐵礦上吸附行為的影響機制。

研究結(jié)果表明，類單寧組分中的羧基結(jié)構是決定MPDOM吸附能力的關鍵因素。無添加劑的PS衍生DOM（PSDOM）在三線態(tài)DOM（ 3 DOM * ）和單線態(tài)氧（ 1 O 2 ）的攻擊下，含羧基結(jié)構組分占比下降，導致其在水鐵礦上的吸附量顯著降低49.9%?62.3%。與之形成鮮明對比的是，含添加劑的EPS衍生DOM（EPSDOM）和CPS衍生DOM（CPSDOM）經(jīng)照射后，吸附量僅分別下降6.0%?27.7%和3.0%?16.4%。進一步通過光譜、色譜、傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜（FT-ICR-MS）等多尺度分析技術，揭示了這一差異背后的分子機制：EPS中的酚類/醌類添加劑組分可對本征分子的羧基起到光保護作用，避免其在光轉(zhuǎn)化過程中損耗；而CPS中的烷基磺酸鹽添加劑組分則能與本征分子發(fā)生光結(jié)合反應，形成含芳香環(huán)的CHOS組分和富羧基的CHO組分，從而有效維持其吸附能力。

研究還證實添加劑光轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的生物毒性顯著增強，且這些產(chǎn)物在水鐵礦上的吸附能力下降，極大地提升了MPDOM的環(huán)境風險。研究團隊從分子層面闡明了兩種具有代表性的添加劑對MPDOM（以PSDOM為代表）光轉(zhuǎn)化和吸附的差異化調(diào)控機制，并明確了添加劑及其光轉(zhuǎn)化產(chǎn)物對水生生物的生態(tài)毒性變化規(guī)律。