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邹小明教授团队在化工/环境领域顶级期刊发表论文

发布者:发布时间:2022年11月22日

近日,我校澳门沙金在线平台app邹小明教授团队在化工/环境领域顶级期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院一区TOPIF=16.744)发表题为“Adsorption of sulfonamides on polyamide microplastics in an aqueous solution: behavior, structural effects, and its mechanism”的文章。硕士研究生江长松和同济大学黄翔峰教授为共同第一作者,刘祖文教授和邹小明教授为共同通讯作者,我校为论文第一单位和通讯单位。研究得到了国家自然科学基金(3176016532160303)、江西省杰出青年人才计划(20192CBL23014)及江西省教育厅科学技术研究重点项目GJJ211001等项目的资助。

微塑料是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。抗生素是被广泛应用于医疗等领域的一类有机污染物,可显著诱导传播抗生素抗性基因,进而严重威胁人类健康。环境中抗生素和微塑料普遍共存且有机污染物可被环境微塑料有效吸附,有机污染物化学结构显著影响其生物和化学效应;但微塑料吸附有机污染物的过程中有机污染物结构如何影响该吸附过程,其潜在机制是什么?尚不清楚。为此,研究选择聚酰胺(PA)为代表性微塑料,10种磺胺类抗生素(SAs)为试验抗生素,研究水体中PASAs的吸附特性及其机制。研究表明,不同pH值下PASAs的吸附特性均呈显著结构效应,其最高吸附分配系数(Kd)约为最低值的7.83–43.57倍。为进一步探究其形成机制,采用定量结构活性关系模型(QSAR)和偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)揭示了SAPA上吸附的关键过程和微观机理。结果表明,SA的辛醇-水分配系数(Kow)和PA-SA有效吸附能(Ead-v)对SA的结构效应至关重要。其次,密度泛函理论计算(DFT)结果表明,在PA吸附SA的过程中,平衡构型和相互作用(如疏水性、氢键(H键)、范德华和静电相互作用)的差异导致了不同的有效吸附能。此外,构建的PLS-SEM模型也表明,在阳离子(PA–SA+)和阴离子(PA–SA-)的吸附过程中,SA的结构效应由静电相互作用驱动;相反,PA吸附分子态SASA0)的结构效应归因于两者的氢键相互作用。

邹小明教授团队多年来一直围绕抗生素的环境毒理、环境行为及其污染控制开展研究,本研究系国际上首次系统诠释微塑料吸附抗生素等有机污染物的构效关系及其形成机制,是该团队在前期抗生素吸附研究(Chemical Engineering Journal, 2022, 430:132939; Journal of Hazardous Materials. 2021, 406: 124291.)基础上的又一高水平成果。

     论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722059320