纳米塑料球体在颗粒状介质中的分散性质在低雷诺兹数下

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 合体和表面化学
• 环境工程 环境工程

背景情况:

• 纳米塑料颗粒 (<1微米) 是新出现的污染物,对它们的运输和命运的了解有限.
• 微塑料 (<5毫米) 更好地理解,但纳米塑料由于其尺寸和可移动性而带来独特的挑战.
• 需要进行研究,以阐明纳米塑料在水,沉积物和土壤等环境矩阵中的行为.

研究的目的:

• 研究纳米塑料球体在颗粒状介质中的分散行为.
• 确定各种纳米塑料尺寸 (100nm,300nm,1000nm) 的分散系数和分散性.
• 了解控制纳米塑料分散在低雷诺兹数与自然环境相关的控制机制.

主要方法:

• 实验测量纳米塑料球的分散系数和粒状介质中的分散性.
• 调查纳米塑料的行为在一个范围的孔径大小.
• 实验结果与两种常见分散模型的预测进行比较.
• 对低雷诺兹数 (Re < 2) 流量条件的分析.

主要成果:

• 在体大小纳米塑料的测量和预测分散系数之间观察到显著差异 (MAPE>100%).
• 由于尺寸排除效应,由于300nm和1000nm纳米塑料在1.7mm和0.4mm颗粒介质中观察到延迟分散.
• 尺寸排除在特定颗粒介质中的较大的纳米塑料中降低了分散性和对雷诺兹数的敏感性.

结论:

• 目前的模型无法充分预测纳米塑料的分散,特别是在合体大小.
• 尺寸排除效应在颗粒介质中的纳米塑料运输中发挥着关键作用.
• 开发的方法可以帮助预测纳米塑料在各种环境中的命运和运输.