(研究者：美国德州农工大学Timothy D. Phillips等)
德州农工大学的Timothy D. Phillips研究组近期在Water Research上发表了一篇关于水环境中聚苯乙烯纳米塑料（PSNP）处理的研究。该研究提出，经叶绿素改性后的钙钠蒙脱石在水环境中展现出高效的PSNP吸附性，并有效地降低了PSNP对生物的毒性。
如今，塑料污染已成为一个全球性问题，尤其是微塑料和纳米塑料（MNPs）对水生生态系统的影响引发了公众的广泛关注。更令人担忧的是，MNPs还能进入饮用水系统和食物链，并在此过程中逐步在人类和其他生物体内富集，带来潜在的健康和环境风险。然而，运用现有的纳米塑料去除技术效果有限，存在吸附效率低、用量大等问题。
该研究团队使用叶绿素对蒙脱石进行修饰，合成了叶绿素修饰的钠基蒙脱石（SMCH）和钙基蒙脱石（CMCH），并测试了SMCH和CMCH对水环境中PSNP的吸附效果及解毒能力。同时，采用体外剂量学、等温分析、热力学和吸附/解吸动力学模型对SMCH和CMCH的结合效果进行了表征和优化。
研究表明，SMCH和CMCH可有效去除水环境中的PSNP。SMCH和CMCH对PSNP表现出较高的吸附能力，其最大吸附量分别为190 g/kg和173 g/kg。同时，被吸附后的PSNP难以解吸，解吸所需的高吉布斯自由能与焓大于|− 20| kJ/mol，表明吸附主要是化学吸附。计算机模拟也证实了叶绿素添加物增强了PSNP与粘土的结合，形成了更稳定的吸附结构。
为了验证SMCH和CMCH对PSNP的解毒效果，研究使用了水螅（Hydra vulgaris）作为生物模型。结果表明，在60 μg/mL 100 nm PSNP（高毒性）条件下，添加0.2%-0.3%的SMCH和CMCH可显著降低PSNP对水螅的毒性，水螅的生物指标恢复至接近未受PSNP污染的水平。
图7. 100 nm (A)和30 nm (B)荧光PSNP对水螅的毒性。0.05%-0.3%的CMCH (C)和SMCH (D)处理降低了PSNP对水螅的毒性。
该研究表明，经叶绿素修饰的钙钠蒙脱石（SMCH和CMCH）是水中PSNP的有效吸附剂，并有效地降低了PSNP对水螅的毒性。这为水资源中纳米塑料的去除和降低污染区NPs对生物的毒性危害提供了重要的参考。
该研究论文以“Adsorption and removal of polystyrene nanoplastics from water by green-engineered clays”为题，发表于Water Research（Volume 249, 2024, 120944, ISSN 0043-1354）。
全文链接：
https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120944
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