Contamination of fine plastic particles (FPs), including micrometer to millimeter plastics (MPs) and nanometer plastics (NPs), in the environment has caught great concerns. FPs are strong adsorbents for hydrophobic toxic pollutants and may affect their fate and toxicity in the environment; however, such information is still rare. We studied joint toxicity of FPs with phenanthrene to Daphnia magna and effects of FPs on the environmental fate and bioaccumulation of 14C-phenanthrene in fresh water. Within the five sizes particles we tested (from 50 nm to 10 μm), 50-nm NPs showed significant toxicity and physical damage to D. magna. The joint toxicity of 50-nm NPs and phenanthrene to D. magna showed an additive effect. During a 14-days incubation, the presence of NPs significantly enhanced bioaccumulation of phenanthrene-derived residues in daphnid body and inhibited the dissipation and transformation of phenanthrene in the medium, while 10-μm MPs did not show significant effects on the bioaccumulation, dissipation, and transformation of phenanthrene. The differences may be attributed to higher adsorption of phenanthrene on 50-nm NPs than 10-μm MPs. Our findings underlined the high potential ecological risks of FPs, and suggested that NPs should be given more concerns, in terms of their interaction with hydrophobic pollutants in the environment.

Uniform and water-soluble Ag@reduced graphene oxide (Ag@rGO) nanocomposites can be prepared by a facile approach in the absence of additional reductants, which display much better antibacterial properties than that of pure silver nanoparticles synthesized by microwave irradiation, and an equivalent antibacterial effect in comparison with that of the general antibacterial drug ampicillin. Their skin irritation tests with the use of rat models are taken in order to explore the toxicity of this nanocomposite, which confirm that no oedema or erythema appears on the injured rat skin after exposure to the as-prepared Ag@rGO nanocomposites.

Plastic debris, in particular, microplastics and nanoplastics, is becoming an emerging class of pollutants of global concern. Aging can significantly affect the physicochemical properties of plastics, and therefore, may influence the fate, transport, and effects of these materials. Here, we show that aging by UV or O3 exposure drastically enhanced the mobility and contaminant-mobilizing ability of spherical polystyrene nanoplastics (PSNPs, 487.3 ± 18.3 nm in diameter) in saturated loamy sand. Extended Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek calculations and pH-dependent transport experiments demonstrated that the greater mobility of the aged PSNPs was mainly the result of surface oxidation of the nanoplastics, which increased not only the surface charge negativity, but more importantly, hydrophilicity of the materials. The increased mobility of the aged PSNPs significantly contributed to their elevated contaminant-mobilizing abilities. Moreover, aging of PSNPs enhanced the binding of both nonpolar and polar contaminants, further increasing the contaminant-mobilizing ability of PSNPs. Interestingly, aging enhanced binding of nonpolar versus polar compounds via distinctly different mechanisms: increased binding of nonpolar contaminants (tested using pyrene) was mainly the result of the modification of the polymeric structure of PSNPs that exacerbated slow desorption kinetics; for polar compounds (4-nonylphenol), aging induced changes in surface properties also resulted in irreversible adsorption of contaminants through polar interactions, such as hydrogen bonding. The findings further underline the significant effects of aging on environmental fate and implications of nanoplastics.

Nanoplastics (NPs) are becoming an emerging pollutant of global concern. A potential risk is that NPs may serve as carriers to increase the spreading of coexisting contaminants. In this study, we examined the effects of polystyrene nanoplastics (PSNPs, 100 nm), used as a model NP, on the transport of five organic contaminants of different polarity in saturated soil. The presence of low concentrations of PSNPs significantly enhanced the transport of nonpolar (pyrene) and weakly polar (2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether) compounds, but had essentially no effects on the transport of three polar compounds (bisphenol A, bisphenol F, and 4-nonylphenol). The strikingly different effects of NPs on the transport of nonpolar/weakly polar versus polar contaminants could not be explained with different adsorption affinities, but was consistent with the polarity-dependent extents of desorption hysteresis. Notably, desorption hysteresis was only observed for nonpolar/weakly polar contaminants, likely because nonpolar compounds tended to adsorb in the inner matrices of glassy polymeric structure of polystyrene (resulting in physical entrapment of adsorbates), whereas polar compounds favored surface adsorption. This hypothesis was verified with supplemental adsorption and desorption experiments of pyrene and 4-nonylphenol using a dense, glassy polystyrene polymer and a flexible, rubbery polyethylene polymer. Overall, the findings of this study underscore the potentially significant environmental implication of NPs as contaminant carriers.

Aquatic organism uptake and accumulate microplastics (MPs) through various pathways, with ingestion alongside food being one of the primary routes. However, the impact of food concentration on the accumulation of different types of MPs, particularly across various colors, remains largely unexplored. To address this gap, we selected Daphnia magna as a model organism to study the ingestion/egestion kinetics and the preference for different MP colors under varying concentrations of Chlorella vulgaris. Our findings revealed that as the concentration of Chlorella increased, the ingestion of MPs by D. magna initially increased and then showed a decline. During the egestion phase within clean medium without further food supply, an increase in food concentration during the ingestion phase led to a slower rate of MP discharge; while when food was present during the egestion phase, the discharge rate accelerated for all treatments, indicating the importance of food ingestion/digestion process on the MPs bioaccumulation. Furthermore, in the presence of phytoplankton, D. magna demonstrated a preference for ingesting green-colored MPs, especially at low and medium level Chlorella supply, possibly due to the enhanced food searching activities. Beyond gut passage, we also examined the attachment of MPs to the organism's body surface, finding that the number of adhered MPs increased with increasing food concentration, likely due to the intensified filtering current during food ingestion. In summary, this study demonstrated that under aquatic environment with increasing phytoplankton concentrations, the ingestion and egestion rates, color preferences, as well as surface adherence of MPs to filter feeding zooplanktons will be significantly influenced, which may further pose ecological risks. Our results offer novel insights into the unintentional accumulation of MPs by zooplankton, highlighting the complex interactions between food availability and MPs accumulation dynamics.