PS和ZnONPs颗粒生态冠复合物的赋存状态及形成规律

水环境中的生物大分子会在水中残留的颗粒物表面形成生态冠,从而影响颗粒物的赋存状态和生态行为.本研究测定了纳米氧化锌(ZnONPs)和聚苯乙烯微塑料(PS)与斑马鱼体外生物大分子作用形成的生态冠复合物的形貌、组分、水动力学直径及Zeta电位等,以此探究微、纳米颗粒生态冠复合物的赋存状态与形成规律.结果表明,斑马鱼体外生物大分子主要含有类酪氨酸蛋白、类色氨酸蛋白、类富里酸、可溶解性生物副产物和类腐殖酸.扫描电镜观察发现,PS和ZnONPs表面部分或全部被生物大分子包裹,形成生态冠复合物.三维荧光光谱分析发现,PS和ZnONPs对各类生物大分子亲和力不同.随着作用时间延长(3~24 h),在PS生态冠组分中类酪氨酸蛋白的占比逐渐增加,类腐殖酸的占比逐渐减少;ZnONPs生态冠中这两类生物大分子组分的变化趋势呈相反的变化趋势;这两种生态冠复合物的组分变化都呈现时间-效应关系.PS-生态冠复合物和ZnONPs-生态冠复合物的水动力学直径都随着作用时间延长而增加.然而这两种生态冠复合物的Zeta电位绝对值却呈现不同的时间-效应关系,PS-生态冠复合物的Zeta电位绝对值随着作用时间延长而增加,ZnONPs-生态冠复合物的Zeta电位绝对值随着作用时间延长而减小.上述结果表明,微、纳米颗粒在水体中的赋存状态与其所处生物环境、生态冠组分、表面电荷、水动力学直径等具有密切相关性,这为进一步研究微、纳米颗粒物在水体中的生态效应提供了重要的研究思路和科学依据.