研究揭示海洋生物降解塑料老化后污染物吸附強化機制

　　生物降解塑料作為緩解海洋微塑料污染的環保材料，其在海洋環境中長期老化后與污染物的相互作用機制尚不明確。

　　近日，中國科學院煙臺海岸帶研究所研究團隊發現，海洋環境中的生物降解塑料老化過程會引發微塑料表面加氧反應并預吸附痕量污染物，進而驅動表面自組裝形成超分子結構，最終強化污染物的吸附作用。

　　研究團隊以聚乳酸（PLA）微塑料為研究對象，開展長期海洋環境模擬老化實驗。結果顯示，全新PLA微塑料對菲（PHE）等污染物吸附能力極低，而經過36個月海洋生物老化的PLA微塑料對PHE的吸附容量提升至94.5μg/g。去除表面生物膜后，吸附容量進一步增至102μg/g，證實生物老化后的PLA表面重構是驅動污染物吸附的核心因素。

　　結合密度泛函理論（DFT）計算與分子動力學模擬，研究發現長期海洋生物降解顯著提升PLA微塑料表面含氧官能團（-C=O、-OH）含量，觸發微量PHE的初始吸附。已吸附的PHE進一步誘導PLA表面發生原位重構，形成PLA-nPHE超分子結構，建立“降解—吸附—重構—再吸附”的強化反應機制。

　　該研究填補了海洋環境中固相介質吸附污染物的理論空白，完善了生物降解塑料的海洋生態風險評價體系。

　　相關成果發表在Environmental Science & Technology上。研究工作得到國家自然科學基金、山東省自然科學基金及海洋負排放國際大科學計劃等的支持。