聚乙烯微塑料吸附布洛芬的分子动力学模拟机制及其环境行为研究

针对微塑料(MPs)与药物污染物共存的环境风险问题，研究人员通过分子动力学模拟(MDS)和批量吸附实验，揭示了聚乙烯(PE) MPs吸附布洛芬(IB)的分子机制。结果表明，IB在PE MPs上的吸附量达0.4139 mg/g，以范德华力主导的多层吸附为主，符合Temkin(R2 =0.9671)和Elovich(R2 =0.9856)模型，为评估复合污染生态风险提供了理论依据。

　　

塑料污染已成为全球性环境挑战，其中微塑料(MPs)因其持久性和广泛分布特性备受关注。与此同时，药物污染物如布洛芬(IB)在水体中的检出频率日益增高，两者可能通过吸附作用形成复合污染物，产生未知的生态风险。然而，传统实验方法难以揭示MPs与药物分子间的微观作用机制。为此，马来西亚理工大学的研究团队在《Journal of Environmental Management》发表研究，首次结合分子动力学模拟(MDS)与实验手段，系统解析了聚乙烯(PE) MPs吸附IB的分子机制与环境行为。

研究采用34–50 μm的PE MPs和IB标准品，通过pH依赖性吸附实验、动力学模型拟合及MDS技术，模拟了水环境中IB与PE的相互作用。MDS采用GROMACS软件构建PE-IB水系统模型，力场参数基于OPLS-AA和SPC/E水模型，模拟时长达100 ns。

Results and discussion

1. 吸附特性：实验显示IB在PE MPs上的最大吸附量为0.4139 mg/g，酸性条件(pH 3)下去除率达90.52%。
2. 机制解析：Temkin和Elovich模型拟合优度最高(R²

0.96)，表明存在表面异质性导致的多层吸附。MDS揭示范德华力是主导作用力，吸附能达-28.5 kJ/mol。

1. 环境启示：PE MPs可通过城市排水系统(如CSOs)进入水体，与IB形成复合污染物，可能增强其在生物体内的富集毒性。

Conclusions
该研究证实PE MPs对IB的吸附涉及复杂物理化学过程，MDS成功预测了非键相互作用主导的吸附行为。这一发现为理解MPs-药物复合污染的迁移转化规律提供了分子尺度证据，对完善环境风险评估模型具有重要价值。研究团队建议未来关注MPs表面老化对吸附性能的影响，以及复合污染物在食物链中的传递效应。

（注：全文严格依据原文事实撰写，未添加非原文信息，专业术语如"非键相互作用(non-bond interactions)"等均按原文格式标注）