El comportamiento de adsorción de microplásticos (MPs) hacia los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) y sus derivados determina la migración, destino ambiental y toxicidad ecológica combinada de ambos en el medio ambiente. Para abordar la incertidumbre sobre la selectividad y mecanismo de adsorción causados por las diferencias estructurales en los grupos sustituyentes de los PAHs, este estudio toma como objeto de investigación los microplásticos de policloruro de vinilo (PVC). Usando experimentos macroscópicos de adsorción junto con espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopía correlacional bidimensional (2D-COS), se investigaron sistemáticamente las características de adsorción y mecanismos moleculares del PVC con fenantreno y sus derivados. Los resultados experimentales macroscópicos indican que la estructura del grupo sustituyente de los PAHs afecta significativamente la cantidad de equilibrio adsorbida en el PVC, siendo la adsorción principalmente química, ajustándose mejor al modelo cinético de pseudo-segundo orden; el comportamiento de adsorción de la mayoría de contaminantes en PVC se ajusta al modelo lineal, donde los coeficientes de afinidad de Langmuir para clorofenantreno y formilfenantreno son notablemente altos, mostrando características de interacción específica. El análisis de espectroscopía 2D-COS revela además que el mecanismo dominante de adsorción del fenantreno por PVC es la interacción Cl-π entre los grupos laterales de PVC y el anillo aromático; los grupos sustituyentes regulan dinámicamente la prioridad de respuesta de los grupos funcionales de PVC mediante varias fuerzas: el grupo metilo puede ajustar la secuencia de respuesta de cadenas alifáticas, el grupo aldehído cambia la ruta de adsorción formando enlaces de hidrógeno C—H···O=C, el átomo de cloro induce un efecto y obstáculo estérico que priorizan la respuesta del enlace C—H, mientras que el grupo nitro impulsa la conformación de la cadena principal del PVC mediante un fuerte efecto de campo. Este estudio proporciona una base teórica científica para la evaluación del riesgo ecológico de la contaminación compleja PAHs-MPs en ambientes acuáticos.

Microplásticos de policloruro de vinilo; fenantreno y sus derivados; mecanismo de interacción de adsorción; espectroscopía correlacional bidimensional