摘要：微塑料和抗生素作為新興污染物，它們?cè)诃h(huán)境中無(wú)處不在，不可避免地對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。微塑料由于具有體積小、比表面積大及疏水性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠吸附環(huán)境中的抗生素，其吸附能力的強(qiáng)弱不僅取決于污染物的性質(zhì)，也取決于環(huán)境因素。對(duì)微塑料吸附抗生素的行為進(jìn)行了較為全面的綜述，梳理了微塑料的性質(zhì)（種類、粒徑和老化程度）及環(huán)境因素（pH、鹽濃度、溫度和溶解性有機(jī)物等）對(duì)微塑料吸附抗生素行為的影響，總結(jié)了微塑料對(duì)抗生素的吸附機(jī)理，并對(duì)微塑料與抗生素之間的相互作用研究提出了展望。

關(guān)鍵詞：微塑料; 抗生素; 吸附行為

中圖分類號(hào)：X501文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1673-5862.2024.05.001

Research progress on the adsorption behavior of microplastics for antibiotics in aqueous environment

ZHANG Yang， ZHAO Yang， QU Wentong， ZHANG Lei， ZHENG Tiantian

（College of Life Science， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract：Microplastics and antibiotics are ubiquitous in the environment as emerging pollutants and inevitably have a negative impact on the environment. Due to their small size， large specific surface area and strong hydrophobicity， microplastics can adsorb antibiotics in the environment， and their adsorption capacity depends not only on the nature of pollutants， but also on environmental factors. In this paper， the adsorption behavior of microplastics for antibiotics was comprehensively reviewed， and the effects of microplastics properties（species， particle size and aging degree）and environmental factors（pH， salt concentration， temperature and dissolved organic compounds， etc.）on the adsorption behavior of microplastics for antibiotics were summarized， the adsorption mechanism of microplastics on antibiotics was summarized to put forward the prospect of the interaction between microplastics and antibiotics.

Key words：microplastics; antibiotic; adsorption behavior

因具有制造簡(jiǎn)單、成本低廉、使用方便等優(yōu)勢(shì)，塑料制品被廣泛應(yīng)用于日常生活中。常見的塑料有聚酯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球塑料產(chǎn)量接近3.6億t，但只有6%～26%的塑料被回收，這意味著高達(dá)94%的塑料通過各種途徑進(jìn)入環(huán)境［1-2］。長(zhǎng)期暴露在環(huán)境中的塑料經(jīng)物理、化學(xué)或生物作用后，逐漸降解為更小的塑料碎片。其中，粒徑小于5 mm的塑料顆粒稱為微塑料（microplastics，MPs）［3］。有研究表明，微塑料廣泛存在于各種水體和土壤中［4-5］。微塑料可在水生食物鏈中積聚，對(duì)生物體的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生一定影響［6］，因而了解微塑料在自然環(huán)境中產(chǎn)生的潛在問題非常重要。在日常生活中，抗生素是一種常見的抗菌藥物，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、農(nóng)牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域［7］。研究發(fā)現(xiàn)，海水、地下水、地表水甚至飲用水中均能檢測(cè)到微量抗生素殘留［8］。大量投入的抗生素導(dǎo)致其在水體中尤其是水體沉積物中積累，存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)［9］。微塑料和抗生素在水環(huán)境中無(wú)處不在，與微塑料相關(guān)的最大問題之一是它們?cè)谒h(huán)境中可能成為污染物的載體［10］。有報(bào)道指出，暴露在生物體中的污染物通常是混合污染物而非單一污染物［11］。微塑料和抗生素組成的混合污染物可能對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成更大危害［12］。因此，研究微塑料對(duì)抗生素的吸附作用受到了人們的廣泛關(guān)注。本文對(duì)微塑料吸附抗生素的行為進(jìn)行了較為全面的綜述，以期為研究微塑料吸附抗生素的環(huán)境行為提供參考。

1微塑料對(duì)抗生素的吸附行為

微塑料具有粒徑小、比表面積大、疏水性強(qiáng)等特點(diǎn)，在環(huán)境中可作為抗生素的吸附載體。越來(lái)越多的研究報(bào)道了微塑料對(duì)抗生素的吸附行為。目前，微塑料對(duì)抗生素的吸附機(jī)理主要包括化學(xué)吸附和物理吸附。其中，化學(xué)吸附主要是指微塑料顆粒與抗生素之間通過共價(jià)鍵形成復(fù)合物，從而影響抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)；而物理吸附是指微塑料顆粒與抗生素之間通過表面自由能的差異形成靜電作用，從而導(dǎo)致微塑料與抗生素之間產(chǎn)生靜電相互作用。此外，其吸附機(jī)理還包括競(jìng)爭(zhēng)吸附、氫鍵、靜電相互作用及離子交換等?，F(xiàn)有研究表明，靜電作用和疏水作用是微塑料吸附抗生素的主要作用力，π-π鍵相互作用和范德華力在該過程中起次要作用。Kuang等［13］的研究結(jié)果表明，氫鍵和π-π鍵相互作用在微塑料吸附抗生素的過程中起重要作用。劉玉寧［14］在研究聚乙烯、聚甲醛這2種微塑料對(duì)諾氟沙星、左氧氟沙星吸附的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，控制吸附過程的主要機(jī)制是離子交換。Jiang等［15］研究發(fā)現(xiàn)，聚酰胺在對(duì)10種不同類型的磺胺類污染物的吸附過程中，受到諸如疏水、氫鍵、靜電相互作用和范德華力等的作用。Xu等［16］發(fā)現(xiàn)，聚乙烯對(duì)磺胺甲惡唑的吸附過程主要受到疏水作用。Wan等［17］發(fā)現(xiàn)，影響聚苯乙烯對(duì)四環(huán)素吸附能力的主要相互作用是靜電作用。此外，由于苯環(huán)的存在，π-π鍵相互作用、極性也影響其吸附能力。萬(wàn)紅友等［18］研究發(fā)現(xiàn)，極性微塑料聚酰胺對(duì)抗生素的吸附能力要明顯強(qiáng)于其他非極性微塑料，這是因?yàn)榫埘０房梢酝ㄟ^產(chǎn)生氫鍵的形式來(lái)增加對(duì)抗生素的吸附量。上述研究表明，微塑料與抗生素之間的結(jié)合機(jī)制不同，導(dǎo)致微塑料對(duì)抗生素的吸附作用存在差異。因此，深入研究微塑料和抗生素之間的作用機(jī)理對(duì)于比較不同微塑料對(duì)不同抗生素的吸附能力具有指導(dǎo)意義。

2微塑料性質(zhì)對(duì)吸附行為的影響

2.1微塑料種類的影響

不同種類微塑料具有不同的分子組成、表面結(jié)構(gòu)及不同的功能集團(tuán)，這可能導(dǎo)致微塑料對(duì)抗生素的吸附機(jī)制不同，從而影響微塑料對(duì)抗生素的吸附效果?，F(xiàn)有研究表明，微塑料表面結(jié)晶度和表面結(jié)構(gòu)不同是影響其吸附能力的重要因素。陳雨露等［19］發(fā)現(xiàn)聚丙烯對(duì)抗生素的吸附量要大于聚乙烯，這是因?yàn)榕c聚乙烯相比，聚丙烯表面疏松多孔，能夠?yàn)榭股靥峁└辔轿稽c(diǎn)。此外，聚丙烯結(jié)晶度小，進(jìn)一步提高了聚丙烯對(duì)抗生素的吸附能力。郭夢(mèng)涵［20］研究了聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯4種微塑料對(duì)阿莫西林的吸附情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，阿莫西林在聚氯乙烯微塑料上的吸附能力最強(qiáng)，這是由于聚氯乙烯相對(duì)于其他3種微塑料表面結(jié)構(gòu)更粗糙、更疏松，導(dǎo)致聚氯乙烯可提供更多的吸附位點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)阿莫西林的吸附效果更好。周成程［21］研究了4種微塑料聚酰胺、聚苯乙烯、聚乙烯、聚對(duì)苯乙二酸乙二醇酯對(duì)磺胺甲惡唑的吸附行為，在掃描電鏡下觀察到，相對(duì)于其他3種微塑料，聚乙烯有更多的微孔結(jié)構(gòu)，而且聚乙烯呈現(xiàn)球狀結(jié)構(gòu)，在一定程度上增大了其比表面積，所以吸附效果較好；而聚酰胺表面有明顯的折痕，邊緣明顯，相對(duì)于其他3種微塑料有更多的層狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而能提供更多的吸附位點(diǎn)，在一定程度上促進(jìn)了其對(duì)抗生素的吸附。陳守益等［22］研究發(fā)現(xiàn)，聚氯乙烯對(duì)泰樂菌素的吸附能力比聚乙烯對(duì)泰樂菌素的吸附能力強(qiáng)，這是因?yàn)榫勐纫蚁┚哂休^大的比表面積。此外，不同種類微塑料的聚合物結(jié)構(gòu)單元中含有不同的官能團(tuán)，單元化合物的性質(zhì)可以決定微塑料對(duì)抗生素的吸附作用機(jī)制，進(jìn)而影響微塑料對(duì)抗生素的吸附能力。湯鈞茜［23］以微塑料聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯作為吸附載體，以四環(huán)素作為目標(biāo)污染物，結(jié)果表明，聚乙烯不具有特異性官能團(tuán)，聚氯乙烯自身結(jié)構(gòu)中存在氯代烴，聚苯乙烯存在苯環(huán)結(jié)構(gòu)，聚氯乙烯和聚苯乙烯會(huì)與四環(huán)素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而增強(qiáng)對(duì)四環(huán)素的吸附效果。以上研究進(jìn)一步表明了微塑料對(duì)抗生素的吸附能力與微塑料的分子結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)、疏水性、極性等有關(guān)，但極性對(duì)微塑料吸附行為的影響尚存在不確定性，有待深入研究。

2.2微塑料粒徑的影響

微塑料粒徑的大小直接決定了其比表面積的大小。一般來(lái)說(shuō)，在一定范圍內(nèi)，微塑料粒徑越小，比表面積越大，能夠提供吸附位點(diǎn)越多，從而提升了其對(duì)抗生素的吸附性能［24］。Rahman等［25］發(fā)現(xiàn)，直徑小于130μm的微塑料更容易從環(huán)境中吸附污染物并一起轉(zhuǎn)移到人體組織中導(dǎo)致局部免疫反應(yīng)。陳經(jīng)綸等［26］研究發(fā)現(xiàn)，微塑料聚甲基丙烯酸甲酯對(duì)抗生素左氧氟沙星的吸附能力與其粒徑大小存在明顯關(guān)聯(lián)，通過對(duì)5種不同粒徑的聚甲基丙烯酸甲酯微塑料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著粒徑的增大，其對(duì)左氧氟沙星的吸附能力逐漸降低。Yu等［27］研究了不同粒徑的聚氯乙烯對(duì)左氧氟沙星的吸附性能，得到了與上述研究相一致的結(jié)果，即相比于74 μm的聚氯乙烯，1 μm粒徑的聚氯乙烯對(duì)左氧氟沙星的吸附能力更強(qiáng)。同樣地，Yan等［28］發(fā)現(xiàn)60 nm的聚苯乙烯對(duì)四環(huán)素的吸附能力明顯優(yōu)于500 nm的聚苯乙烯。以上研究進(jìn)一步驗(yàn)證了在一定粒徑范圍內(nèi)，微塑料粒徑越小、比表面積越大，為抗生素分子提供的吸附位點(diǎn)越多，從而可以吸附更多的抗生素。但微塑料的比表面積并不總是和粒徑成反比，有研究證明，當(dāng)微塑料粒徑過小時(shí)，分散在環(huán)境中的微塑料更容易結(jié)合在一起，形成更大的微塑料顆粒，比表面積在一定程度上減小，導(dǎo)致可提供的吸附位點(diǎn)減少，因而抗生素的吸附量也會(huì)隨之減少［29］。劉鵬等［30］研究了2種不同粒徑聚苯乙烯對(duì)環(huán)丙沙星的吸附，結(jié)果顯示，粒徑較小的聚苯乙烯吸附效果更好。綜上所述，微塑料對(duì)抗生素的吸附能力不僅受到單個(gè)微塑料顆粒粒徑大小的影響，聚集狀態(tài)的影響對(duì)其同樣重要。

2.3微塑料老化程度的影響

在自然條件下，暴露在環(huán)境中的微塑料受到機(jī)械磨損、紫外輻射、高溫、化學(xué)氧化和生物降解等多種因素的共同作用，導(dǎo)致其表面形貌、尺寸大小、官能團(tuán)等發(fā)生復(fù)雜變化，進(jìn)而影響微塑料對(duì)抗生素的吸附行為。研究表明，老化處理可以明顯增強(qiáng)微塑料對(duì)抗生素的吸附能力。Zhang等［31］對(duì)聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺3種微塑料采用紫外老化方式處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)老化處理后的微塑料對(duì)鹽酸左氧氟沙星的吸附能力顯著增強(qiáng)。范秀磊等［32］通過熱活化過硫酸鉀的方式對(duì)聚乳酸、聚乙烯進(jìn)行老化處理，發(fā)現(xiàn)2種微塑料在老化過程中對(duì)磺胺甲惡唑、阿莫西林的吸附能力都得到了提升。這是因?yàn)榻?jīng)過老化處理，微塑料的比表面積增加，其含氧基團(tuán)的強(qiáng)度也得到了提升。然而，老化對(duì)微塑料吸附行為的影響并非一致，張靖晗［33］采用紫外照射的方式對(duì)微塑料聚酰胺進(jìn)行老化處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)老化處理后，聚酰胺表面更加光滑，表面官能團(tuán)減少，對(duì)洛克沙胂吸附能力明顯下降。這表明老化過程中微塑料的表面特性變化是復(fù)雜的，可能因材料類型和老化條件的不同而有所差異?？偟膩?lái)說(shuō)，微塑料的老化過程對(duì)其吸附行為有著復(fù)雜的影響，這取決于老化的條件、微塑料的類型及污染物的性質(zhì)。上述研究更好地揭示了老化微塑料對(duì)抗生素的吸附行為，并為抗生素在環(huán)境中的遷移奠定了基礎(chǔ)。但目前對(duì)微塑料復(fù)雜老化過程及其定量變化還缺乏深入分析，因而在進(jìn)一步研究不同老化機(jī)制對(duì)微塑料吸附影響的同時(shí)，應(yīng)該建立參數(shù)模型以更加系統(tǒng)地研究老化處理對(duì)微塑料吸附抗生素的影響。未來(lái)的研究需要進(jìn)一步探討微塑料老化對(duì)其吸附行為的具體影響機(jī)制，以及如何有效控制和管理這種復(fù)合污染，以保護(hù)水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的健康。

3環(huán)境因素對(duì)吸附行為的影響

3.1pH的影響

pH是影響微塑料吸附抗生素的主要因素之一。在不同pH下，微塑料和抗生素的帶電性存在差異。現(xiàn)階段的研究表明，pH會(huì)影響污染物的化學(xué)特性、賦存形態(tài)、表面功能基團(tuán)的質(zhì)子化程度等，從而影響微塑料對(duì)抗生素的吸附行為。當(dāng)pH高于微塑料的Zeta電位時(shí)，微塑料帶負(fù)電荷，對(duì)帶負(fù)電荷的抗生素產(chǎn)生靜電排斥，對(duì)帶正電荷的抗生素產(chǎn)生靜電吸引；當(dāng)pH低于Zeta電位時(shí)，微塑料帶正電荷，對(duì)帶負(fù)電荷的抗生素產(chǎn)生靜電吸引，對(duì)帶正電荷的抗生素產(chǎn)生靜電排斥，進(jìn)而影響微塑料對(duì)抗生素的吸附能力。張開心［34］研究發(fā)現(xiàn)，在中性條件下聚苯乙烯對(duì)環(huán)丙沙星的吸附效果最好，在極酸性濃度或極堿性濃度下，其吸附行為幾乎受到完全抑制，這是因?yàn)榄h(huán)境溶液從酸性逐漸過渡到堿性，環(huán)丙沙星由顯示正電性逐步變?yōu)轱@示負(fù)電性，在極酸性和極堿性條件下不同帶電性的環(huán)丙沙星與溶液中的H+和OH-競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，造成吸附能力受到抑制。劉迪等［35］發(fā)現(xiàn)，在不同pH下，聚酰胺和聚氯乙烯的帶電性不同，環(huán)丙沙星也以不同離子的形式存在于溶液中，微塑料與環(huán)丙沙星之間發(fā)生靜電排斥或靜電吸引，隨著pH增大，聚酰胺和聚氯乙烯對(duì)環(huán)丙沙星的吸附量呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢(shì)，當(dāng)pH為6時(shí)，二者的吸附量達(dá)到最大?？追残堑龋?6］發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH為6或7時(shí)，微塑料對(duì)四環(huán)素的吸附量達(dá)到最大，并在pH由3上升到10的過程中，吸附量呈現(xiàn)出先增大后減小的整體趨勢(shì)，這是因?yàn)樗沫h(huán)素的解離常數(shù)為3.3和7.7時(shí)，隨著溶液pH增大，四環(huán)素依次形成4種不同的物質(zhì)，即TCH+3，TCH02，TCH-和TC2-；當(dāng)pH小于7.7時(shí)，發(fā)生靜電吸引，帶正電性或者呈現(xiàn)電中性的四環(huán)素與帶負(fù)電荷的微塑料相結(jié)合，所以吸附量逐漸增大；當(dāng)pH大于7.7時(shí)，四環(huán)素則會(huì)呈現(xiàn)負(fù)電性，從而發(fā)生靜電排斥，導(dǎo)致吸附量減少。綜合以上研究可以看出，pH可以通過改變微塑料和抗生素的表面電荷而影響二者之間的靜電作用，進(jìn)一步影響微塑料對(duì)抗生素的吸附行為。因此，了解和控制水環(huán)境的pH對(duì)管理和減輕微塑料和抗生素的復(fù)合污染具有重要意義。

3.2鹽度的影響

不同水域環(huán)境的鹽濃度存在明顯差別。目前已有大量研究證實(shí)了鹽度是影響微塑料吸附行為的主要因素之一。在目前的相關(guān)研究中，鹽度對(duì)微塑料吸附抗生素行為的影響尚不一致，主要表現(xiàn)為隨著鹽濃度的增加，Na+與抗生素競(jìng)爭(zhēng)微塑料表面的吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致微塑料吸附能力下降。Kuang等［13］研究發(fā)現(xiàn)，微塑料對(duì)磺胺甲惡唑的吸附能力隨著鹽濃度增大而下降，在此過程中，微塑料的酸性集團(tuán)被H+取代，在一定程度上抑制了氫鍵的形成。程新峰等［37］研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度的增加，微塑料對(duì)鹽酸四環(huán)素的吸附量逐漸減少，可見鹽濃度在此吸附過程中起抑制作用，這是因?yàn)楦逳aCl濃度會(huì)增加溶液黏度，不利于抗生素分子的擴(kuò)散。同樣地，陳經(jīng)綸等［26］發(fā)現(xiàn)，隨著鹽濃度增加，Na+與左氧氟沙星共同競(jìng)爭(zhēng)微塑料表面的吸附位點(diǎn)，因而微塑料對(duì)左氧氟沙星的吸附量明顯下降；但當(dāng)NaCl濃度大于0.2mol/L后，微塑料表面的吸附位點(diǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)，對(duì)吸附左氧氟沙星的抑制作用不再明顯。也有研究表明，鹽度升高會(huì)誘發(fā)鹽析作用，進(jìn)而增加微塑料對(duì)抗生素的吸附量。李哲［38］發(fā)現(xiàn)，在較低的NaCl濃度范圍內(nèi)，Na+與頭孢氨芐競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)，導(dǎo)致微塑料聚乳酸對(duì)頭孢氨芐的吸附能力隨著NaCl濃度的增加而下降；但當(dāng)NaCl濃度達(dá)到0.5%時(shí)，鹽析作用增加了頭孢氨芐的疏水性，導(dǎo)致隨著鹽濃度的升高，聚乳酸對(duì)頭孢氨芐的吸附量有所上升。在實(shí)際水環(huán)境中，鹽度的變化是常見的，因而了解鹽度對(duì)微塑料吸附抗生素行為的影響對(duì)評(píng)估微塑料在水環(huán)境中的污染物傳輸和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。

3.3溫度的影響

溫度對(duì)抗生素吸附性能的影響在于其改變了分子的運(yùn)動(dòng)速率及抗生素的疏水性。一般來(lái)說(shuō)，隨著溫度的降低，抗生素的溶解性降低，疏水性增強(qiáng)，更容易吸附在微塑料表面，在一定程度上提高了其對(duì)抗生素的吸附能力。劉鵬等［30］研究發(fā)現(xiàn)，低溫條件更利于聚苯乙烯對(duì)環(huán)丙沙星的吸附，同時(shí)隨著溫度的升高，抗生素分子運(yùn)動(dòng)速度加快，在一定程度上降低了微塑料對(duì)抗生素的吸附能力。薛向東等［39］發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，四環(huán)素分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，不利于四環(huán)素吸附在微塑料表面，故高密度聚乙烯和通用級(jí)聚苯乙烯對(duì)四環(huán)素的吸附量隨著溫度的升高而降低。此外，塑料對(duì)抗生素的吸附本身就是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括同時(shí)發(fā)生的吸附和解吸過程。Kuang等［13］的研究發(fā)現(xiàn)：隨著溫度的升高，微塑料對(duì)磺胺甲惡唑的吸附量呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢(shì)，在20℃時(shí)達(dá)到吸附量最大值；當(dāng)溫度較低時(shí)吸附過程起主導(dǎo)作用，隨著溫度的升高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，有助于其吸附在微塑料表面；而當(dāng)溫度較高時(shí)，解吸過程占主導(dǎo)地位，故隨著溫度升高吸附量逐漸下降。李哲［38］發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，頭孢氨芐的疏水性逐漸增強(qiáng)，故微塑料對(duì)頭孢氨芐的吸附量隨著溫度的升高而增加。與李哲等的研究結(jié)果相似，王林等［40］研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯和聚苯乙烯對(duì)四環(huán)素的吸附量隨著溫度升高而逐漸增大，吸附過程屬于自發(fā)的和吸熱的物理吸附過程。目前，關(guān)于溫度對(duì)微塑料吸附抗生素行為影響的研究還相對(duì)較少，為進(jìn)一步了解溫度對(duì)微塑料吸附抗生素行為的影響，可以探討不同溫度條件下不同種類微塑料對(duì)不同類型抗生素的吸附行為。

3.4溶解性有機(jī)物的影響

溶解性有機(jī)物是一類具有復(fù)雜組成、結(jié)構(gòu)和環(huán)境行為的有機(jī)混合物，其廣泛分布于自然水體中。在通常情況下，溶解性有機(jī)物通過絡(luò)合或疏水作用與抗生素競(jìng)爭(zhēng)吸附位點(diǎn)來(lái)抑制微塑料對(duì)抗生素的吸附行為。劉璐［41］研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸濃度增大會(huì)降低聚酰胺6對(duì)磺胺甲惡唑的吸附量，這是因?yàn)楦菜嶂泻休^多含氧官能團(tuán)，可以和聚酰胺6結(jié)合形成氫鍵，阻礙微塑料對(duì)抗生素的吸附。Zhang等［42］研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸在聚苯乙烯和土霉素之間起橋梁作用，腐植酸的存在促進(jìn)了聚苯乙烯對(duì)土霉素的吸附。因此，研究溶解性有機(jī)物對(duì)微塑料吸附行為的影響需要結(jié)合微塑料種類、抗生素種類和溶解性有機(jī)物的種類及性質(zhì)等多個(gè)因素綜合考慮。

4結(jié)語(yǔ)與展望

本文梳理了影響微塑料對(duì)抗生素吸附行為的諸多因素，如微塑料自身的種類、粒徑、老化程度，以及環(huán)境因素的pH、鹽度、溫度和溶解性有機(jī)物等，得到結(jié)論如下：首先，受微塑料自身性質(zhì)影響，不同種類微塑料對(duì)抗生素的吸附行為存在差異；可以通過改變微塑料粒徑的大小即改變比表面積大小來(lái)改變微塑料的吸附效果，一般來(lái)說(shuō)，微塑料粒徑越小，比表面積越大，吸附效果越好；微塑料聚集狀態(tài)也會(huì)對(duì)其吸附抗生素的行為產(chǎn)生影響；模擬環(huán)境條件對(duì)微塑料進(jìn)行老化處理，老化微塑料理化性質(zhì)發(fā)生改變，進(jìn)而影響其吸附性能。其次，微塑料對(duì)抗生素的吸附能力同時(shí)受環(huán)境因素的影響，包括pH、鹽度、溫度和溶解性有機(jī)物等。pH可改變微塑料表面功能基團(tuán)的質(zhì)子化程度、污染物的化學(xué)特性及賦存形態(tài)，進(jìn)而影響抗生素的吸附行為；溫度可改變聚合物分子之間的碰撞頻率和抗生素的疏水性影響抗生素的吸附性能；鹽度及溶解性有機(jī)物通過不同作用與水體中抗生素競(jìng)爭(zhēng)微塑料表面的吸附位點(diǎn)影響抗生素的吸附性能。微塑料與抗生素之間的作用較為復(fù)雜，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究?；诖?，提出如下建議：

1）當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)微塑料吸附抗生素行為的研究多聚焦于不可降解微塑料，但隨著社會(huì)的發(fā)展，可降解微塑料的應(yīng)用日益增多，因而應(yīng)更廣泛地研究可降解微塑料對(duì)抗生素的吸附行為。

2）不同環(huán)境條件下微塑料對(duì)抗生素的吸附能力可能發(fā)生變化，但主要影響因素尚無(wú)定論。目前，對(duì)微塑料吸附抗生素行為的研究主要基于實(shí)驗(yàn)室條件。因此，加強(qiáng)原位環(huán)境的進(jìn)一步研究是十分重要的。此外，在研究老化過程對(duì)微塑料吸附行為的影響時(shí)，對(duì)微塑料在老化進(jìn)程中的作用機(jī)理尚缺乏量化分析，因而應(yīng)建立參數(shù)模型更加系統(tǒng)地研究老化處理對(duì)微塑料吸附抗生素的影響。

3）微塑料對(duì)抗生素的吸附本身就是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括同時(shí)發(fā)生吸附和解吸，許多研究都集中在吸附平衡的時(shí)間和吸附能力上，下一步的研究應(yīng)將注意力集中在解吸過程上，以便更全面系統(tǒng)地評(píng)估微塑料在自然環(huán)境中作為抗生素載體可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

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【責(zé)任編輯：王瑞丹】

收稿日期：2024-08-26

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張陽(yáng)（1975—），女，山西沁水人，沈陽(yáng)師范大學(xué)教授，博士；通信作者：張蕾（1984—），女，遼寧遼中人，沈陽(yáng)師范大學(xué)副教授，博士。