流体动力学条件对微塑料吸附氧氟沙星的影响：湍流与平衡吸附容量的作用

《Environmental Science: Processes & Impacts》：Impact of hydrodynamic conditions on ofloxacin adsorption by microplastics: roles of turbulence and equilibrium capacity

微塑料吸附抗生素的动力学与水动力效应研究表明，氧氟沙星在PS/PVC微塑料上的吸附遵循伪二阶动力学和弗伦德里希等温线，主要依赖物理相互作用。水力扰动显著缩短吸附平衡时间（>83%）并提高吸附容量（PS+16.2%，PVC+6.5%），表面粗糙度与微孔结构比比表面积更重要。

　　

理解流体动力学条件与微塑料（MPs）吸附抗生素动态之间的复杂相互作用对于准确评估水生系统中的环境风险至关重要。本研究系统地探讨了在不同流体动力学条件下，氧氟沙星（OFL）在聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC）微塑料上的吸附机制。批量吸附实验表明，这两种材料对OFL的吸附均遵循伪二级动力学曲线（R² > 0.99），并表现出Freundlich等温吸附行为（R² > 0.98），这表明非均质表面驱动的多层吸附是主要吸附机制。材料表征结果显示，PS的比表面积（2.10 m² g^?1）显著高于PVC（0.87 m² g^?1），但在高搅拌条件下，它们的平衡吸附容量相当（PS为29.33 μg g^?1，PVC为30.47 μg g^?1）。这种差异表明，表面粗糙度和微孔结构等因素，而不仅仅是比表面积，对吸附效率起着决定性作用。傅里叶变换红外（FTIR）光谱证实没有形成新的共价键，说明物理作用力（如疏水作用、范德华力和微孔填充）是主要的吸附机制。流体动力学条件成为调节吸附动态的关键因素：湍流强度的增加（40–200 rpm）使达到平衡的时间缩短了83%以上，并提高了平衡吸附容量（PS的最大增幅为16.2%，PVC为6.5%）。这些发现表明，自然流动状态和人为干扰引起的流体动力学变化会通过增强吸附过程加剧微塑料-抗生素复合污染。