第七届青年地学论坛

目前，结合原子力显微镜(C-AFM)胶体探针技术，直观描述影响胶体态微塑料(MP)迁移行为的沉积过程机理的研究仍十分有限。本文研究了与离子强度变化有关的胶体在滤料上的迁移行为和沉积机理，开展了孔尺度柱迁移实验、微米尺度平行板实验和纳米尺度的胶体力测量的多尺度研究，讨论了离子强度和流速对模型胶体在过滤中的迁移和沉积的协同作用。确定了不同离子强度（1、10、50、100 mM KCl）和不同流速（1.0、2.5、5.0 mL/min）对MPs迁移的协同作用。在离子强度和流速较小时，协同作用较强，由离子强度导致的界面力的变化并不是产生协同作用的主要原因。借助胶体探针技术（C-AFM）进行的测试表明当离子强度变化时，接近时的界面力和回撤时的黏附力都会受到影响。滤料周围水动力条件的动态变化、胶体接近接触介质表面之间的界面力、脱附时的黏附力共同成为造成实验观察到的流速和离子强度协同作用的主要原因。通过测量接近的力曲线确认了DLVO理论，实现了从相互作用力的角度，直接测量不同离子强度下胶体-滤料界面的力-距离曲线并计算了其相互作用势能，发现用DLVO理论由Zeta电位测量计算的相互作用势能比由界面力测量计算的相互作用势能高了近一个量级，明晰了DLVO理论在解释柱迁移实验中模型胶体沉积行为的局限性。当排斥力出现时，使用C-AFM测量的界面力能够更好的量化模型胶体在滤柱中的沉积机理。
 

微塑料,多孔介质,胶体探针原子力显微镜,平行板实验,柱迁移实验