石墨烯在水環(huán)境中的轉化和降解行為研究進展

編號：NMJS07153

篇名：石墨烯在水環(huán)境中的轉化和降解行為研究進展

作者：馬李璇 李凱 寧平 梅毅 王馳 孫鑫

關鍵詞： 石墨烯 轉化 生物降解 環(huán)境影響

機構： 昆明理工大學環(huán)境科學與工程學院 昆明理工大學化學工程學院

摘要： 隨著石墨烯的大量生產和廣泛應用,向水環(huán)境中釋放的石墨烯類垃圾和副產物與日俱增,從而帶來不良的生態(tài)效應,極大地增加了石墨烯在環(huán)境和人體中的暴露概率。與此同時,石墨烯的生態(tài)毒性和環(huán)境效應引起了研究者的重視。石墨烯可以進入藻類、鼠內引起氧化應激反應,可以進入細胞與DNA及蛋白質等生物大分子物質相互作用,對生物體產生一定的毒性。此外,石墨烯具有巨大的比表面積和強烈的π電子活性,對有機污染物具有良好的吸附性能,進而對水環(huán)境中的有毒有害物質產生富集作用,改變污染物的遷移、轉化和生態(tài)風險。研究發(fā)現,石墨烯在水環(huán)境中主要以團聚的形態(tài)存在,具有生物難降解性和強烈的疏水性。其衍生物氧化石墨烯在水體中能形成穩(wěn)定的懸浮物,具有長期遷移性和親水性的特點。這些特點使得不同形態(tài)的石墨烯在外界環(huán)境的作用下發(fā)生相互轉化,甚至降解,導致它的理化性質、遷移性、吸附能力發(fā)生改變。這種改變會影響石墨烯的其他環(huán)境行為如遷移歸趨、對環(huán)境污染物的吸附性能以及生態(tài)毒性等,因此研究水環(huán)境中石墨烯的轉化和降解對評價其環(huán)境風險具有重要意義。外界環(huán)境如水體理化性質,化學、光熱、生物介質與石墨烯的作用機制是近年來研究的重點。通過研究環(huán)境介質對石墨烯的結構性能和活性的改變,可以為分析石墨烯在水體中的生態(tài)效應的動態(tài)變化及其與有機污染物之間的相互作用提供理論基礎。水環(huán)境中的pH值、鹽溶液類型、離子強度、溶解性有機質等因素對石墨烯的聚合狀態(tài)有不同程度的影響。尤其是溶解性有機質,它既可以通過空間位阻效應促進石墨烯的分散,又可以通過纏繞、交聯促進石墨烯的團聚,進一步增加了研究石墨烯的轉化和降解機制的難度。石墨烯在光照作用下產生的活性自由基是其結構性�