2024年2月,环境领域期刊Frontiers of Environmental Science & Engineering在线发表了课题组关于微塑料研究成果(Timing Jiang, Xiang Wu*, Shushan Yuan*, Changfei Lai, Shijie Bian, Wenbo Yu, Sha Liang, Jingping Hu, Liang Huang, Huabo Duan, Yafei Shi, Jiakuan Yang. 2024. A potential threat from biodegradable microplastics: mechanism of cadmium adsorption and desorption in the simulated gastrointestinal environment, Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2024,18(2), 19)。该论文以华中科技大学环境与工程学院为第一完成单位,姜惕明硕士为论文的第一作者,吴翔副教授和袁书珊教授为论文的共同通讯作者。
微塑料(MPs)可以从环境中富集重金属,并通过食物链将其转移到生物体中。然而,相比于传统MPs,目前对可生物降解MPs和重金属相互作用的能力还知之甚少。在本研究中,对聚乳酸(PLA)对镉(Cd(II))的吸附和解吸特性进行研究,并选取2种常规MPs,聚丙烯(PP)和聚酰胺(PA)进行比较。在吸附实验中,研究的微塑料对Cd(II)的最大吸附容量顺序为PA(0.96 ± 0.07 mg/g)> PLA(0.64 ± 0.04 mg/g)> PP(0.22 ± 0.03 mg/g)。伪二级动力学模型和Freundlich等温模型很好地描述了PLA MPs的Cd(II)吸附行为。X射线光电子能谱和二维傅里叶变换红外相关光谱分析表明,含氧官能团是PLA MPs主要和优先结合位点,这导致其较高的Cd(II)吸附容量。模拟人体胃液和肠液显著增强了MPs的解吸能力。值得注意的是,在体外模拟人体消化过程中,PLA MPs的降解使得1其负载的Cd(II)相比于PP和PA MPs上的Cd(II)具有更高的生物可给性(胃相19%,肠相62%)。这些结果表明,可生物降解MPs具有显著重金属吸附-解吸能力,可能比传统的不可生物降解MPs对人类健康构成更严重的威胁。

全文链接:https://doi.org/10.1007/s11783-024-1779-4