郭學(xué)濤教授團(tuán)隊(duì)在微塑料光降解方面取得新進(jìn)展

近日，我院郭學(xué)濤教授團(tuán)隊(duì)在環(huán)境領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊《Environmental Science & Technology》上發(fā)表題為“Insight into the Photodegradation of Microplastics Boosted by Iron (Hydr)oxides”的研究論文，博士生丁玲為該論文的第一作者，郭學(xué)濤教授和祝凌燕教授為該論文通訊作者。

鐵(氫)氧化物是天然水環(huán)境中普遍存在的活性物質(zhì)，對(duì)共存環(huán)境中污染物的環(huán)境行為有重要影響。鐵(氫)氧化物通過Fe(III)光還原和光氧化作用直接影響著界面電子傳遞和氧化還原等地球化學(xué)過程。微塑料(MPs)進(jìn)入水環(huán)境后，會(huì)與鐵(氫)氧化物發(fā)生交互作用，直接參與MPs的轉(zhuǎn)化，但是關(guān)于鐵(氫)氧化物介導(dǎo)下MPs降解過程和機(jī)制還不明晰。因此，深入了解鐵(氫)氧化物介導(dǎo)下MPs的光降解過程對(duì)全面探究自然水環(huán)境中MPs的環(huán)境行為具有重要意義。

郭學(xué)濤教授團(tuán)隊(duì)長期從事微塑料環(huán)境行為及界面過程相關(guān)的研究。在前期工作的基礎(chǔ)上，首次考察了兩種普通塑料材料聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)在鐵(氫)氧化物(針鐵礦和赤鐵礦)介導(dǎo)下的光降解過程。研究表明：兩種鐵(氫)氧化物均顯著促進(jìn)MPs(尤其是PP)的降解，針鐵礦的降解作用大于赤鐵礦；MPs的光降解過程與鐵(氫)氧化物產(chǎn)生的羥基自由基(?OH)有關(guān)。在光照下，鐵(氫)氧化物與O2發(fā)生反應(yīng)生成H2O2，促進(jìn)Fe2+的釋放，進(jìn)而發(fā)生光驅(qū)動(dòng)Fenton反應(yīng)，生成大量?OH；不同濃度NaF對(duì)鐵(氫)氧化物進(jìn)行改性后，表面Fe(Ⅱ)活性和Fe2+的釋放量均大大降低，從而顯著抑制了?OH的生成和MPs的降解。值得注意的是，表面羥基(尤其是≡FeOH)通過調(diào)節(jié)Fe的活性來影響?OH的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。這些發(fā)現(xiàn)揭示了鐵(氫)氧化物對(duì)MPs光降解的獨(dú)特影響和內(nèi)在機(jī)制。

該研究得到國家自然科學(xué)基金和學(xué)校雙一流學(xué)科團(tuán)隊(duì)經(jīng)費(fèi)的支持。

文章鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c07824

                                                                                                                編輯：趙杰

                                                                                                                終審：李志