生物膜和土壤矿物对人工纳米颗粒在饱和多孔介质传输的影响

摘要

本文探究了人工纳米颗粒(NPs)在饱和多孔介质中的传输规律和影响机制,重点阐明生物膜和土壤矿物对纳米颗粒传输的影响及其机制。结果表明,在干净的石英砂介质中,不同种类和粒径NPs的传输效率具有明显差异,不同种类NPs传输效率表现为ZnO>CeO_(2)>Fe_(2)O_(3);对于报告粒径在20~100 nm之间的CeO_(2) NPs,粒径的增加有助于其在多孔介质的传输。溶液离子强度的增大会降低ZnO NPs的传输,而NPs浓度的增大不利于其在饱和多孔介质的传输,传统的DLVO理论能够很好地解释NPs在无涂层饱和多孔介质中的传输。生物膜和土壤矿物均能抑制纳米颗粒在饱和多孔介质的传输,其主要通过对纳米颗粒的吸附和异质聚集作用影响纳米颗粒的传输,非DLVO相互作用以及介质涂层的表面特性对增强纳米颗粒沉积有很大贡献。