在废水处理过程中,微塑料被水剪力分解成纳米塑料:机械见解和理论分析
Sirajum Monira1, Rajeev Roychand1, Faisal Ibney Hai2
1School of Engineering, RMIT University, Melbourne, VIC, 3000, Australia.
Environmental pollution (Barking, Essex : 1987)
|November 17, 2024
概括
微塑料 (MPs) 在废水处理厂 (WWTPs) 由于剪切力而碎成纳米塑料 (NP). 这项研究揭示了碎片化机制,并强调了NP的持续生产,强调了减少污染的必要性.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 纳米塑料 (NP) 是一个日益严重的环境问题,源于较大的微塑料 (MP) 的分解.
- 了解废水处理厂 (WWTP) 中的NP形成机制对于环境风险评估至关重要.
- 目前关于WWTP中NP生成和尺寸分布的知识仍然有限.
研究的目的:
- 在模拟的WWTP条件下研究聚乙烯 (PE) 和聚烯 (PS) 微塑料的碎片化机制.
- 为了确定微塑料碎片化产生的纳米塑料的尺寸分布.
- 为了将实验发现与NP形成的理论预测相关联.
主要方法:
- 模拟的废水处理条件被用于应用不同的水切削力 (32100 kJ/L).
- 诱导PE和PS微塑料 (250微米和106微米) 的碎片化.
- 纳米粒子跟踪分析 (NTA) 用于量化NP数量和大小.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 用于可视化粒子表面形态和识别碎片化机制.
主要成果:
- 水切削力有效地将PE和PS微塑料分解成纳米塑料.
- 随着剪切力增加,观察到NP度的显著增加,从8.34 × 108增加到1.54 × 1010NP/mL.
- 最小的观察到的NP测量为54.2纳米,来自106微米PS粒子在100kJ/L的切削力.
- SEM分析证实了表面微裂纹是主要的碎片化机制.
结论:
- 废水处理过程,特别是机械力量,从微塑料中不断产生纳米塑料.
- 该研究提供了关于NP形成路径和与WWTP相关的大小分布的关键数据.
- 调查结果强调,迫切需要制定战略来控制和减轻来自废水的纳米塑料污染.
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