Shift in Mass Transfer of Wastewater Contaminants from Microplastics in the Presence of Dissolved Substances

微塑料 化学 吸附 传质 解吸 扩散 分配系数 环境化学 动力学 水溶液 污染 传质系数 污染物 废水 色谱法 化学工程 环境工程 吸附 热力学 有机化学 环境科学 物理 量子力学 工程类 生态学 生物
作者
Sven Seidensticker,Christiane Zarfl,Olaf A. Cirpka,Greta Fellenberg,Peter Grathwohl
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:51 (21): 12254-12263 被引量:142
标识
DOI:10.1021/acs.est.7b02664
摘要

In aqueous environments, hydrophobic organic contaminants are often associated with particles. Besides natural particles, microplastics have raised public concern. The release of pollutants from such particles depends on mass transfer, either in an aqueous boundary layer or by intraparticle diffusion. Which of these mechanisms controls the mass-transfer kinetics depends on partition coefficients, particle size, boundary conditions, and time. We have developed a semianalytical model accounting for both processes and performed batch experiments on the desorption kinetics of typical wastewater pollutants (phenanthrene, tonalide, and benzophenone) at different dissolved-organic-matter concentrations, which change the overall partitioning between microplastics and water. Initially, mass transfer is externally dominated, while finally, intraparticle diffusion controls release kinetics. Under boundary conditions typical for batch experiments (finite bath), desorption accelerates with increasing partition coefficients for intraparticle diffusion, while it becomes independent of partition coefficients if film diffusion prevails. On the contrary, under field conditions (infinite bath), the pollutant release controlled by intraparticle diffusion is not affected by partitioning of the compound while external mass transfer slows down with increasing sorption. Our results clearly demonstrate that sorption/desorption time scales observed in batch experiments may not be transferred to field conditions without an appropriate model accounting for both the mass-transfer mechanisms and the specific boundary conditions at hand.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
花阳年华完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
斯文败类应助刘刘采纳,获得30
5秒前
FashionBoy应助朴素青寒采纳,获得10
5秒前
FL完成签到,获得积分10
5秒前
Aran_Zhang应助风清扬采纳,获得50
6秒前
我是老大应助JC采纳,获得10
8秒前
偶然发现的西柚完成签到 ,获得积分10
9秒前
五毛发布了新的文献求助10
9秒前
非常甜的菜头完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
CodeCraft应助kylin采纳,获得30
10秒前
hoongyan完成签到 ,获得积分10
12秒前
花鸟风月evereo完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
susu完成签到 ,获得积分10
12秒前
帅气鹭洋发布了新的文献求助10
13秒前
zz完成签到,获得积分20
13秒前
Jasper应助may采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
zhuangyuan完成签到,获得积分10
15秒前
劉浏琉完成签到,获得积分10
15秒前
zz发布了新的文献求助10
16秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
Chaowei_L完成签到,获得积分10
18秒前
ppboyindream完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
充电宝应助sjfczyh采纳,获得10
18秒前
五毛完成签到,获得积分10
18秒前
拼搏的飞薇完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 1000
盐环境来源微生物多相分类及嗜盐古菌基因 组适应性与演化研究 500
A First Course in Bayesian Statistical Methods 400
聚丙烯腈纤维的辐射交联及对预氧化的影响 400
American Historical Review - Volume 130, Issue 2, June 2025 (Full Issue) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3911329
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3456916
关于积分的说明 10892317
捐赠科研通 3183247
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1759560
邀请新用户注册赠送积分活动 850991
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 792384