マイクロプラスチック（MPs）の多環芳香族炭化水素（PAHs）およびその誘導体に対する吸着挙動は、環境中での移動傾向と複合的な生態毒性を決定する。本研究では、PAHsの置換基構造の違いによる吸着選択性および作用機構が不明な問題に対して、ポリ塩化ビニル（PVC）マイクロプラスチックを研究対象とし、マクロ吸着実験とフーリエ変換赤外（FTIR）分光法および二次元相関分光（2D-COS）技術を組み合わせて、PVCのフェナントレンおよびその誘導体に対する吸着特性と分子作用機構を体系的に検討した。マクロ吸着実験の結果、PAHsの置換基構造がPVCの平衡吸着量に有意な影響を与え、吸着過程は主に化学吸着であり、準二次速度論モデルが最適に適合したことを示した。ほとんどの汚染物質に対するPVCの吸着挙動はリニアモデルに適合し、クロロフェナントレンおよびホルムイルフェナントレンのラングミュア親和係数が顕著に高く、特異的な相互作用特性を示した。2D-COS分光分析はさらに、PVCがフェナントレンを吸着する主な作用機構がPVC側鎖と芳香環間のCl-π相互作用であることを明らかにし、置換基は多種の力を介してPVC官能基の応答優先順位を動的に調整することを示した：メチル基は脂肪鎖部位の応答時系列を微調整し、アルデヒド基はC—H···O=C水素結合形成により吸着経路を変化させ、塩素原子は誘導効果および立体障害によりC—H結合を優先的に応答させ、ニトロ基は強場効果を介してPVC主鎖のコンフォメーション調整を促進する。本研究は水環境中のPAHs-MPs複合汚染の生態リスク評価に科学的理論的基礎を提供する。

ポリ塩化ビニルマイクロプラスチック; フェナントレンおよびその誘導体; 吸着相互作用機構; 二次元相関分光