纳米银材料在水环境中的硫化转化行为和机制的研究

Silver nanoparticles (AgNPs) have been the most widely used nanomaterials in commercial products, and they are inevitably released into environment through different pathways. As a result, there is a growing concern about the environmental impact of released Ag nanoparticles, particularly their unintended impact on organisms and ecosystems. Sulfidation of AgNPs in aquatic environment is one of the most important environmental transformation. Studying the behaviors and mechanisms of sulfidation of AgNPs may lead us to understand more about their fate, bioavailability, and toxicity in the environment.. In this research project, sulfidation processes of AgNPs in complex aqueous environments are investigated by using a combination of spectroscopy and electron microscope measurements. We aim to disclose the impacts of physicochemical properties of AgNPs, such as particle size, morphology and coating materials, and environmentally relevant factors, such as sunlight, dissolved oxygen, ion species, ion strength, natural organic matter (NOM) and surface active agents, individually or in combination on the pathways of AgNPs chemical transformations. In aqueous solutions, we also study the mechanisms of how sulfidation processes of AgNPs affect their fate, and it also is of great significance to deeply assess the potential risk for ecological environment and human health.

纳米银材料的大量生产和广泛应用使其通过多种途径进入水体环境，并且对水生生物产生毒性效应，最终将会对环境和人体健康带来危害。纳米银的硫化是其在水环境中的一个重要转化过程，直接决定纳米银的团聚、迁移和赋存状态，并最终影响其生物有效性和毒性。. 本项目以多种不同的纳米银材料为研究对象，拟采用批实验研究其在水环境中的硫化转化的反应动力学规律。考察纳米银材料自身理化性质（包括粒径、形貌、包覆层材料）和水环境因素（包括光照、溶解氧、离子种类、离子强度、溶解态有机质、表面活性物质等等）对其硫化转化的影响机制。揭示纳米银的硫化转化对其赋存状态的内在机制，为深入科学地评价纳米银材料对生态环境和人类健康的安全性提供理论基础。

纳米银材料的大量生产和广泛应用使其通过多种途径进入水体环境，并且对水生生物产生毒性效应，最终将会对环境和人体健康带来危害。纳米银的硫化是其在水环境中的一个重要化学转化过程，直接决定纳米银的团聚、迁移、转化和赋存状态，并最终影响其生物有效性和毒性。.本研究项目以多种不同的纳米银材料为研究对象，建立了在水环境中研究纳米银材料硫化转化过程的化学反应动力学模型，采用批实验研究了不同纳米银材料在不同水环境中的硫化转化的动力学规律。纳米银材料在水环境中的硫化转化是复杂的异相反应，但是基本符合一级化学反应动力学。对于不同形貌和不同粒径的纳米银材料而言，表面积是影响其硫化速率的关键因素之一。低浓度纳米银材料在水环境中的硫化主要是以直接硫化为主的过程。多种水环境因素，包括光照、溶解氧、离子种类、离子强度、天然有机质、表面活性物质等等，都会对纳米银材料的硫化转化产生影响。在水环境中大量存在的多种电解质，不同程度的促进了纳米银线的硫化转化反应。另外，水环境中共存的其他纳米材料，如纳米二氧化钛，也能够促进纳米银颗粒的氧化溶解转化过程。揭示纳米银材料在水环境中的硫化转化过程的内在影响机制，将对深入科学地评价纳米银材料对生态环境和人类健康的安全性提供理论基础和数据支持。