浒苔多糖强化聚合氯化铝对水体微塑料的去除效能及机制研究OA

水环境中的微塑料污染日益严重,微塑料污染治理已成为亟待解决的问题。传统絮凝剂聚合氯化铝(polyaluminum chloride,PAC)在去除微塑料时存在效率有限、投加量较高以及潜在生态环境风险等问题。浒苔多糖(enteromorpha polysaccharide,EP)作为一种阴离子型天然多糖,展现出良好的絮凝潜力。本研究在系统对比PAC对不同类型、不同粒径微塑料去除效果的基础上,针对较难去除的100μm粒径的聚乙烯(polyethylene,PE)微塑料,系统探究了PAC和EP复合添加的去除效率及内在作用机理,并阐明了环境因素对该絮凝效率的影响。结果表明,添加适量的EP可提高PAC对PE微塑料的絮凝效率,当PAC和EP的投加量分别为300 mg/L和20 mg/L时,PAC单独使用和PAC-EP复合使用对PE微塑料的去除率分别达到76.3%和94.0%。Zeta电位、FTIR傅里叶红外光谱等多种表征手段共同揭示PAC和EP复合添加可通过金属聚合物的电中和作用和高分子聚合物的吸附架桥等协同作用,实现对PE微塑料的有效去除。此外,水体pH、共存阴离子浓度、天然有机物浓度等环境因素均可能影响PAC-EP复合絮凝剂对PE微塑料的去除效果。本研究采用湖水和水产养殖水进一步评估了真实水体中PAC-EP复合絮凝剂对PE微塑料的去除效能,发现300 mg/L PAC和20 mg/L EP复合使用对PE微塑料仍有较高的去除率。本研究为利用生物多糖增强传统絮凝剂对微塑料的去除效果提供了理论依据,为拓展多糖类物质在水体新兴污染物控制中的应用提供了数据参考。