中国农业科学院土壤植物互作团队解析微塑料促进生物炭吸附抗生素的机理

　　近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作团队揭示了微塑料促进生物炭吸附抗生素的作用机理，研究结果为深入理解环境中新污染物环境化学特征，开发新污染物阻控材料和技术提供了理论基础。相关研究成果以“Small microplastic particles promote tetracycline and aureomycin adsorption by biochar in an aqueous solution”为题发表在《Journal of Environmental Management》上。

 

　　相较于大家熟悉的传统污染物，微塑料、抗生素等新污染物来源广泛，涉及行业众多，风险不明，治理技术研发难度较大，是国际共性科技难题。在农业生产中，由于有机粪肥、农膜、污水灌溉等生产资料和措施被频繁施用，导致环境中微塑料、抗生素等新污染物的不断累积，从而引起区域性新的环境污染问题，威胁农产品质量安全，影响人民生命健康。生物炭材料作为一种固体废弃物增值产品，因其优异的结构特性能够为破解新污染物治理难题提供绿色低碳的解决方案。

 

　　基于此，本研究对不同类型、粒径的微塑料对生物炭吸附典型抗生素（四环素和金霉素）的性能和机制进行了考察和探讨。研究结果表明：不仅微塑料本身能够吸附抗生素，还能够增加生物炭对抗生素的吸附作用。分析其原因是由于微塑料与生物炭相互作用改变了吸附剂的表面特性，两者发生摩擦侵蚀了生物炭表面结构，导致溶解性有机碳（DOC）的释放；载体效应促使微塑料和生物炭吸收释放出来的DOC，降低溶液中小分子DOC的浓度，进而形成微塑料-生物炭异质聚集体，从而增大吸附剂的颗粒尺寸，进而吸附更多的抗生素。此外，研究还提示今后在评估生物炭对抗生素吸附效能时，不能忽视微塑料的作用。

 

　　中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士研究生赵淑雯和硕士研究生张楚晨为该论文共同第一作者，张倩茹研究员为通讯作者。本研究得到了北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室，中国农业科学院科技创新工程重大任务、国家自然科学基金、科技部中韩青年科学家交流计划等项目的共同资助。

 

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119332