• 关键词：碱土金属  碱金属  磁性纳米颗粒  沉降作用

• 基金项目：国家自然科学基金（No.41222026，41630645）

• 汪浩
• 1. 北京师范大学水科学研究院, 北京 100875;2. 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 朱元荣
• 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 赵晓丽
• 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 郄玉
• 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 郭文景
• 1. 北京师范大学水科学研究院, 北京 100875;2. 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 刘沙沙
• 1. 北京师范大学水科学研究院, 北京 100875;2. 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 韩雪娇
• 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012

• 摘要：水体中的有机质、无机盐及酸碱度是影响纳米材料迁移转化的主要因素.考察了Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺对Fe₃O₄磁性纳米材料（Magnetic Nanoparticles，MNPs）的沉降作用.结果表明，Fe₃O₄ MNPs 的沉降作用是水体pH、金属离子化合价、离子强度共同影响的结果.整体上，碱土金属离子较Na⁺更能加速Fe₃O₄ MNPs的沉降.当pH为5.0时，浓度低于1.0 mmol·L^-1的Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺有助于Fe₃O₄ MNPs的悬浮；当浓度大于1.0 mmol·L^-1时，较强的离子强度促使Fe₃O₄ MNPs团聚，发生沉降.当pH为9.0时，碱土金属离子较Na⁺更能促使Fe₃O₄ MNPs聚沉.因此，纳米颗粒在水体中的扩散和聚沉需要综合考虑金属离子种类和浓度.

• Abstract：Inorganic ion, organic matter and pH, are key factors for aggregation of nanoparticles in aquatic environment. In this study, effects of metal ions including Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺ and Ba²⁺ on sedimentation of Fe₃O₄ MNPs were investigated. Results show that the sedimentation of Fe₃O₄ MNPs were affected jointly by pH of aquatic environment, valence state and ionic strength of metal cations. Generally, the alkaline-earth metal cations could accelerate the sedimentation of Fe₃O₄ MNPs more than Na⁺. At pH 5.0, when concentrations of Na⁺, Mg²⁺ and Ca²⁺ were below 1.0 mmol·L^-1, these metal cations could slow the sedimentation process of Fe₃O₄ MNPs; however, the sedimentation of Fe₃O₄ MNPs would be accelerated when concentrations of metal cations were greater than 1.0 mmol·L^-1. At pH 9.0, alkaline-earth metal ions significantly facilitated the sedimentation of Fe₃O₄ MNPs more than Na⁺, as a result of effect of valence state of metal cations. Therefore, diffusion and sedimentation of nanoparticles should be assessed considering the species and concentrations of metal cations in aquatic environment.

• Key words：alkaline earth metal cations  alkaline metal cations  magnetic nanoparticles  sedimentation

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