综述：基于自然吸附剂在受污染水系统中去除微塑料和纳米塑料的系统评价：来源、性质、吸附特性及性能

这篇综述系统评价了农业废弃物衍生的自然吸附剂（如生物炭（biochar）、水热炭（hydrochar）和活性炭（activated carbon））在去除水环境中微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）中的应用。研究通过PRISMA方法分析发现，这些吸附剂通过静电作用、疏水相互作用和π-π结合等机制，最高可实现100%的去除效率，且符合可持续发展目标（SDGs）。文章还探讨了环境因素（pH、温度）和吸附剂改性（如Fe3+ 修饰）对性能的影响，为绿色水处理技术提供了科学依据。

　　

引言

水系统中微塑料（MPs）和纳米塑料（NPs）的广泛分布引发了严重的生态和健康担忧。传统塑料污染治理方法往往效果有限，亟需创新且可持续的解决方案。农业废弃物或副产品（AWBP）作为环境污染物控制的吸附剂来源尚未被充分利用，尤其是针对MPs和NPs的去除。尽管AWBP成本低廉且吸附能力高，但常被焚烧或填埋处理。本综述通过系统评价方法（PRISMA），聚焦生物炭、水热炭和活性炭（统称为自然吸附剂）对MPs和NPs的去除效果，分析其来源、性质、吸附特性及性能。

实验框架与吸附剂特性

研究纳入的53篇文献显示，实验室规模的批次和柱实验是主要研究方法。生物炭因高比表面积（最高926.69 m²
/g）和丰富官能团（如-COOH、-OH）成为最常用的吸附剂，而水热炭因低温碳化导致表面积较低（5.7–10.8 m²
/g）。吸附剂改性（如铁氧化物负载）可显著提升性能，例如磁性生物炭通过Fe-O键增强静电相互作用，使MPs吸附容量达769 mg/g。

吸附机制与动力学

主导吸附机制包括化学吸附（如表面络合）和物理吸附（如孔隙填充），其中伪二级动力学模型（R²

0.95）和Langmuir等温线（单层吸附）拟合最佳。pH和温度是关键环境变量：酸性条件（pH 3–5）下，带正电的吸附剂表面更易结合负电MPs；升温（25–45°C）可加速分子扩散，但过高温度（>50°C）可能削弱范德华力。

性能与挑战

在最优条件下，自然吸附剂对MPs/NPs的去除率可达100%，但实际应用中竞争离子（如Ca²⁺
、PO₄
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）和有机质会降低效率。再生技术中，热解（500°C）能恢复吸附剂90%以上活性，而化学再生（如HCl洗脱）可能导致结构坍塌。

未来方向

需标准化实验方法，扩大对纤维状MPs的研究，并通过生命周期评估（LCA）量化吸附剂生产的碳足迹。结合可再生能源驱动的再生工艺，可推动该技术从实验室迈向工程化应用，助力全球塑料污染治理。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持的结论。）