Influência de polímeros extracelulares glicolipídicos típicos nas características do comportamento de adsorção de arsênio por microplásticos

YIN Jia-xuan ,  

WANG Ming-ye ,  

WANG Tian-tian ,  

FAN Wei ,  

SUN Cheng-jun ,  

LI Jing-xi ,  

摘要

A poluição combinada por microplásticos e arsênio tornou-se um tema de destaque no campo das ciências ambientais. O biofilme formado na superfície dos microplásticos e os polímeros extracelulares (EPS) que ele produz podem alterar significativamente o comportamento de interface dos microplásticos em relação aos metais pesados. Este estudo utilizou alginato de sódio (SA) e rhamnolipídios (RLs) como substâncias modelo típicas de biofilmes de polissacarídeos e glicolipídios, e utilizou poliestireno (PS) e tereftalato de polietileno (PET) como suportes, para investigar o efeito da forma do arsênio, salinidade e ácido húmico no comportamento de adsorção de arsênio no sistema substância modelo-microplástico. Os resultados mostraram que a forma do arsênio é o fator chave que regula a adsorção pelos microplásticos: PS e PET apresentaram a maior afinidade de interface para arsênio pentavalente, enquanto as formas orgânicas de arsênio mostraram baixos níveis de adsorção. SA inibiu a adsorção de arsênio trivalente, pentavalente e monometílico em PS e PET, mas pôde aumentar a adsorção de arsênio colina em PET; RLs promoveram a adsorção de betaína arsenical e colina arsenical nos dois microplásticos. Os resultados sobre o efeito da salinidade mostraram que a inibição por SA e RLs foi mais forte no grupo de água ultrapura e enfraqueceu nos grupos de água da torneira e água do mar, devido ao efeito de blindagem eletrostática causado pelo aumento da força iônica. O ácido húmico pôde reverter eficazmente o efeito inibidor de SA e RLs, restaurando a quantidade de arsênio adsorvida pelos microplásticos no sistema. O índice de distribuição de toxicidade (TPI), baseado na quantidade adsorvida e na concentração semiletal, indicou que o risco de amplificação da toxicidade do arsênio inorgânico no sistema PS é maior do que o do arsênio orgânico, enquanto a intervenção de SA e RLs pode reduzir o valor de TPI para arsênio inorgânico. Este estudo revela o mecanismo de regulação diferencial dos componentes funcionais de EPS glicolipídicos na adsorção de arsênio pelos microplásticos, fornecendo uma base teórica para a avaliação precisa do risco da poluição combinada por microplásticos e arsênio em ambientes aquáticos complexos.

关键词

microplásticos; polímeros extracelulares; forma de arsênio; índice de distribuição de toxicidade

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