文章摘要:针对纳米塑料颗粒在饱和多孔介质中的迁移及其影响因素,以纳米聚苯乙烯（PSNPs）作为典型纳米塑料颗粒,通过实验和理论相结合的方法研究纳米塑料颗粒的迁移规律。以经典DLVO理论计算出PSNPs与石英砂颗粒之间的相互作用能,分析预测PSNPs与石英砂之间的吸附、聚沉。在柱实验中,以石英砂作为多孔介质填充到砂柱中,让PSNPs在一维饱和砂柱中迁移,研究不同条件下PSNPs的迁移行为和影响因素。结果表明当离子强度由1 mmol/L增至50 mmol/L（电解质为NaCl）,PSNPs与石英砂颗粒之间的相互作用能的势垒则从215.13KT逐渐降低至45.9 KT使得PSNPs更易于吸附在石英砂介质表面,从而降低PSNPs在多孔介质中的迁移能力,柱实验中PSNPs的穿透率由62.16%降至3.65%。当离子强度由0.1 mmol/L增至5 mmol/L（电解质为CaCl₂）时,势垒则由33.72 KT降至14.03 KT,PSNPs的穿透率从82.46%降至4.27%。这些实验现象说明增加离子强度对PSNPs的穿透起到抑制作用,且Ca₂比Na具有更强的电荷屏蔽作用。同时提高PSNPs的初始浓度、流速和介质粒径均可增大PSNPs的穿透率,而大粒径PNSPs颗粒的穿透率则较小。研究中构建了PSNPs实际运移与理论之间的关系,进一步推进PSNPs的环境行为和机理研究,为系统全面评价纳米塑料颗粒在土壤一地下水中的环境风险和生态安全提供科学依据。

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