海水环境中高密度聚乙烯微塑料对常用农药和个人护理产品的吸附与解吸动力学研究

本研究针对海洋微塑料(HDPE)吸附当前使用农药(CUPs)和个人护理产品(PCPs)的环境行为展开，通过72小时动力学实验揭示了三氯生(TCS)、甲基毒死蜱(m-CPF)等污染物在海水中的吸附平衡规律（24小时达稳态），发现疏水性越强吸附量越高（13.9-35.1 ng·g-1），温度对TCS吸附有显著影响，且高比表面积HDPE吸附能力提升4-7倍。该研究为评估微塑料作为污染物载体对海洋生态的风险提供了关键数据。

　　

海洋塑料污染已成为全球性环境挑战，每年超过3.9亿吨塑料进入环境，其中微塑料(MPs)因其微小尺寸和持久性成为"隐形杀手"。更令人担忧的是，这些微塑料像海绵一样吸附周围的有毒化学物质，形成危险的"鸡尾酒效应"。在众多塑料类型中，高密度聚乙烯(HDPE)因其产量大、使用广且吸附能力强，成为海洋中最常见的微塑料之一。然而，关于HDPE对当前使用农药(CUPs)和个人护理产品(PCPs)这类新兴污染物的吸附行为，特别是温度、粒径等因素的影响机制仍存在知识空白。

西班牙研究团队在《Environmental Research》发表的研究填补了这一空白。他们采用两种形态的HDPE微塑料（不规则颗粒HDPE-XF和球形微珠HDPE-MS），通过72小时动力学实验，结合气相色谱-质谱(GC-MS)分析技术，系统研究了三种CUPs（甲基毒死蜱m-CPF、二甲戊乐灵PDTH和炔苯酰草胺PPZ）与三种PCPs（三氯生TCS、佳乐麝香HHCB和吐纳麝香AHTN）在海水中的吸附解吸行为。实验设置了15℃和25℃两个温度梯度，模拟不同季节海洋环境条件。

材料与方法
研究选用商业来源的两种HDPE微塑料：粒径≤22μm的不规则颗粒(HDPE-XF)和10-27μm的球形微珠(HDPE-MS)。通过激光粒度仪和扫描电镜表征其物理特性，采用平衡吸附实验测定污染物在海水-微塑料两相中的分配。利用质量平衡原理校正降解、挥发等损耗因素，所有样品经固相萃取前处理后用GC-MS/MS分析。

主要结果
吸附动力学特征
所有污染物在24小时内达到吸附稳态。HDPE-XF因比表面积更大（比HDPE-MS高49倍），对TCS和m-CPF的吸附量显著提高4-7倍。疏水性(log K_ow)是决定吸附量的关键因素，TCS(log K_ow=4.8)的平衡吸附量(35.1 ng·g^-1)远超m-CPF(13.9 ng·g^-1)。

温度效应
15℃时TCS的吸附量高于25℃，这与其在高温下更高的解吸率（>30%）和降解率相关。而m-CPF的吸附受温度影响不显著，表明不同污染物的吸附机制存在差异。

解吸行为
所有污染物在最初24小时均表现出显著解吸，其中TCS和m-CPF在200 ng/L高浓度下的解吸率超过30%。不规则颗粒HDPE-XF表现出更强的"滞留效应"，提示微塑料形态影响污染物释放动力学。

共存损耗机制
除吸附外，PPZ、PDTH等化合物在72小时内出现明显降解（>24%），而TCS和m-CPF的降解率低于24%，说明不同污染物的环境持久性存在显著差异。

结论与意义
该研究首次系统揭示了HDPE微塑料对CUPs和PCPs的吸附解吸规律：1）证实24小时即可达到吸附平衡，为野外监测提供时间尺度参考；2）发现微塑料比表面积的增大可显著增强污染物富集能力，预示破碎化过程会加剧生态风险；3）阐明温度对吸附的影响具有化合物特异性，为预测气候变化下的污染物归趋提供依据；4）高解吸率表明微塑料可能成为污染物的"二次释放源"。这些发现对完善海洋塑料污染风险评估模型、制定微塑料管理策略具有重要科学价值。研究特别指出，传统仅检测水相的方法会低估微塑料的污染物载体作用，未来研究需同步分析塑料相浓度。