微塑料类型与老化程度对海洋溢油迁移行为的差异化影响机制研究

《Journal of Hazardous Materials》：Impact of microplastic types and aging degrees on the transport behavior of marine oil spills

　　本研究系统解析了不同种类微塑料（MPs）及其紫外老化程度对海洋溢油迁移行为的影响机制，揭示了MPs-油类团聚体（MOA）形成、油分散与沉降的关键调控因素，为评估“MPs-油”复合污染体系的海洋生态风险提供了科学依据。

　　

Highlight

材料

实验采用中国主要进口重质原油——梅瑞原油（20°C密度0.95 g/cm³）。根据密度差异将微塑料（MPs）分为轻质MPs（密度低于海水）和重质MPs（密度高于海水），选取四种典型MPs：轻质聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和重质聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）。

新鲜与老化MPs的特性

紫外辐照显著改变四种MPs的颜色（图S3），其中PVC老化后泛黄最明显，PE变化最小。扫描电镜（SEM）显示新鲜MPs表面平整光滑（PE和PP含微小孔隙），而紫外老化引发光氧化反应导致表面产生明显裂隙和孔洞。

结论

研究发现老化MPs与原油的团聚比例下降2.6-3.8%，分子动力学（MD）模拟验证其团聚能力减弱。新鲜MPs与油形成致密团聚簇，老化后结构松散。老化MPs含氧官能团增加和电位负移，增强静电排斥并削弱疏水/范德华力，导致原油分散效率提升6.6-13.7%，同时抑制油相沉降。MPs类型与老化程度通过调控相互作用力显著影响溢油在水体中的迁移行为。

环境意义

海洋溢油与MPs污染构成双重环境威胁。本研究揭示不同MPs通过改变相互作用模式影响油类团聚行为，深化了对"MPs-油"二元污染体系迁移规律的认识，为评估复合污染物对海洋生态系统的潜在风险提供科学支撑。