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较传统的块状金属而言,氧化铜纳米颗粒(Copper oxide nanoparticles,CuO NPs)的物理化学性质更为优良,因此其在催化剂、半导体材料以及光伏材料中有着广泛的应用。CuO NPs的大量使用使其在生产、应用或处理过程中不可避免地释放到环境中,进而对环境生物以及人类健康产生潜在威胁。溶解性胡敏酸(Dissolved Humic acid,DHA)是环境中最常见的溶解性有机质之一,其含有的大量官能团,如酚羟基和羧基等,能与金属离子发生络合反应,从而降低液相介质中游离态金属离子的浓度,因此,DHA的存在下是否会使CuO NPs的溶解平衡向生成铜离子的方向进行是本研究的重点。DHA的选择性吸附会改变悬浮液中纳米颗粒暴露的表面积,同时会影响CuO NPs的溶解平衡。因此我们提出以下两点假设:DHA在CuO NPs表面上的吸附会增强CuO NPs的分散,CuO NPs表面暴露面积增大会促进CuO NPs的溶解;与此同时,DHA在CuO NPs表面上的吸附使得CuO NPs表面被覆盖,这会抑制CuO NPs的溶解。对于CuO NPs暴露表面积的识别是理解CuO NPs的溶解驱动力的关键(假设1);然而,现有的实验手段无法直接将CuO NPs的暴露表面积准确定量出来。为了探究DHA在CuO NPs表面上的吸附对于CuO NPs的溶解的影响,我们提出了假设2:CuO NPs的溶解会随着DHA在CuO NPs上吸附量的增加而减小。基于以上考虑,本实验模拟pH=7的条件下,滇池底泥提取制备的不同浓度DHA作用下CuO NPs的溶解、形态变化、吸附、分散等环境行为来验证以上假设。实验结果发现:(1)随着DHA浓度的增大,CuO NPs中铜离子的释放量也不断增加,在72 h时络合铜离子占CuO NPs释放总铜离子的96%以上,这说明在DHA作用下CuO NPs释放到溶液中的铜主要以有机络合形态存在;(2)DHA能够增大CuO NPs的分散程度或减小其聚集体的尺寸,随着DHA的浓度增大,CuO NPs的水力直径与ζ-电位值均呈现减小的趋势;随着DHA浓度的增加,DHA在CuO NPs上的吸附量不断增大,DHA在CuO NPs表面的吸附会抑制CuO NPs聚集,增大其分散程度;(3)当DHA浓度高于16.09 mg C/L时,DHA对分散CuO NPs、增加CuO NPs暴露面积的影响较小,但DHA在CuO NPs上的吸附量仍在增加,释放的总铜离子浓度占CuO NPs的比例也呈线性上升趋势,我们无法通过CuO NPs的暴露表面来识别CuO NPs的溶解驱动力,因此拒绝假设1;CuO NPs的表面并没有被DHA完全包裹,其溶解释放的铜离子浓度仍在不断增大。CuO NPs的溶解并没有随着DHA在CuO NPs上吸附量的增加而减小。因此拒绝假设2。DHA促进CuO NPs的溶解应归因于铜离子的络合作用,而不是通过DHA在CuO NPs表面的吸附而增强了颗粒的分散作用;(4)在高浓度DHA作用下,静电辅助氢键会通过促进DHA分子间的同共轭作用来竞争DHA与铜离子的络合作用。这使得我们可以观察到碳浓度标准化后DHA与铜离子的络合能力(log K)降低,CuO NPs的溶解度降低。同样,DHA表面官能团活性位点的减少也可能导致DHA与CuO NPs之间的配体交换能力减弱,降低了DHA在CuO NPs上的吸附能力,影响溶液中CuO NPs的分散。本实验发现DHA浓度的倍数增加并没有使得CuO NPs的溶解、吸附等环境行为过程也呈倍数增长,而DHA分子间的作用力可能是其高浓度下溶解、吸附趋势趋于平缓的原因。本实验结论有助于更好地理解CuO NPs在溶解性有机质作用下的环境行为以及它们随时间变化的潜在机制。同时也为CuO NPs在环境中的形态转化及毒性提供了理论依据。