近日，廈門大學環境和生態學院嚴重玲教授團隊開展的一次性口罩在環境中的潜在角色及其對生態系統的危害研究取得進展，相關成果以“Post COVID-19 pandemic: Disposable face masks as a potential vector of antibiotics in freshwater and seawater”為題，線上發表於國際期刊Science of the Total Environment。
該研究初步揭示了一次性口罩在淡水和海水中作為抗生素的載體及其相互作用的機制，為深入研究一次性口罩對生態系統的複雜影響奠定基礎，也為開展一次性口罩的生態風險評估提供一定的理論參攷。
研究背景
全球新冠疫情致使一次性口罩的需求與消耗急劇增加。成千上萬噸的一次性口罩被遺棄到自然環境中，會加劇微纖維和有毒化學物質的污染擴散，對生態系統造成嚴重影響。現時僅有少數國家（如中國）對口罩的回收頒佈了行政條令。一次性口罩的使用量激增和管理依據的客觀性缺失對環境安全造成潜在威脅，這急需系統性、全週期、多方位的深入研究與報告。針對此知識空缺，嚴重玲教授團隊首先對淡水和海水中口罩與典型抗生素的吸附、解吸附過程及其影響因素進行了深入研究，力求以此為突破口，瞭解一次性口罩在環境中的潜在角色，揭示其生態風險，宣導製定有效降低一次性口罩潜在威脅的公共策略與科技手段，為形成和完善關於一次性口罩管理的法規框架提供一定的科學理論依據。
研究成果
本研究通過一系列吸附、解吸實驗，系統地揭示一次性口罩在淡水和海水中作為抗生素（四環素（TC）、環丙沙星（CIP）、磺胺甲惡唑（SMX）和三氯生（TCS））的潜在載體及其介面行為與作用機制。研究結果表明：
（1）一次性口罩在淡水中對抗生素的吸附、解吸能力顯著地高於在海水中。吸附親和力依次為TCS > SMX > CIP > TC，這與抗生素的辛醇-水分配係數（log Kow）呈正相關。
（2）一次性口罩吸附抗生素的過程主要與抗生素的兩性離子物種有關，而溶液pH和鹽度共同影響了抗生素在一次性口罩上的解吸行為。
（3）吸附動力學和等溫線擬合結果表明一次性口罩吸附抗生素的過程主要由膜擴散和分配作用所控制，其中疏水相互作用在該過程中發揮了主要作用。
（4）與已有其他微塑膠相比，一次性口罩即使未經過破碎，依然具有相近甚至更高的抗生素吸附親和力。這說明在水體健康管理中需要更加重視一次性口罩用量激增導致的風險，並迫切需要妥善製定相關的環境管理規範。
抗生素在一次性口罩上的吸附與解吸行為
一次性口罩的照片、SEM、EDX、接觸角和XRD光譜圖
一次性口罩對抗生素在淡水（a）和海水（b）中的平衡吸附量（Qe）與辛醇-水分配係數（log Kow）的相關性
TC（a）、CIP（c）、SMX（e）和TCS（g）的物種分數隨溶液pH的變化；溶液pH對一次性口罩吸附TC（b）、CIP（d）、SMX（f）和TCS（g）的影響
研究團隊
廈門大學環境和生態學院2021級博士生林陸健和2021級博士生袁博為論文的共同第一作者，嚴重玲教授為論文的通訊作者，廈門大學環境和生態學院洪華龍助理教授、盧豪良教授、劉景春副教授、2019級碩士生李漢一、2020級碩士生何樂為共同署名作者。該研究獲得科技部重大研究計畫國家重點研發計畫重點專項項目（2018YFC1406600）和國家自然科學基金（31870483、31530008）資助與支持。
原文連接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722001395。