基于焦平面阵列-傅里叶变换红外成像技术（FPA-FTIR）的垃圾渗滤液微塑料识别：揭示被低估的微小微塑料污染

本研究针对垃圾渗滤液中微小微塑料（10-100 μm）识别难题，通过对比ATR-FTIR与FPA-FTIR成像技术，发现FPA-FTIR检测效率提升2个数量级，首次系统揭示中国13座填埋场渗滤液中MPs的丰度动态（175-5320 items/L）及工程塑料主导（90%）的形态特征，为填埋场微塑料迁移机制研究提供关键技术支撑。

　　

塑料的发明彻底改变了现代生活，但随之而来的环境代价触目惊心。全球塑料年产量已突破4.6亿吨，预计2050年将达到惊人的120亿吨。这些难以降解的合成材料在环境中逐渐破碎成小于5毫米的微塑料（MPs），成为新兴环境污染物。尤其令人担忧的是，城市固体废弃物（MSW）填埋场作为塑料废弃物的主要归宿，被认为是微塑料的"孵化器"——填埋过程中塑料经历机械应力、光老化、热降解等作用，不断生成微小塑料颗粒，并通过渗滤液向环境释放。然而，传统检测技术如衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）受限于100微米的检测下限，导致填埋场渗滤液中更小尺寸（10-100微米）的微塑料长期被低估。

华中科技大学的研究团队在《Journal of Environmental Sciences》发表的研究，首次系统评估了焦平面阵列-微傅里叶变换红外成像（FPA-FTIR）技术在填埋场渗滤液微塑料检测中的优势。研究人员采集中国13座运营中和封场填埋场的渗滤液样本，通过对比ATR-FTIR与FPA-FTIR的检测效率，发现后者检测到的微塑料丰度（70-235 items/L）比前者（2-7 items/L）高出两个数量级，证实FPA-FTIR对10-100微米微小微塑料的卓越识别能力。

关键技术方法
研究采用FPA-FTIR成像技术对渗滤液样本进行全区域自动扫描，最小检测粒径达10微米；对比实验选取两座典型填埋场（运营中的常山口填埋场O-1和封场的二飞山填埋场C-4）进行ATR-FTIR与FPA-FTIR平行检测；13座填埋场样本覆盖不同运营年限（1-30年）和封场状态，通过形态学分析和聚合物谱图比对确定微塑料特征。

研究结果

微塑料形态与组成
渗滤液中微塑料主要呈现白色碎片形态，90%为高密度工程塑料（如聚酰胺、聚碳酸酯），这种组成特征与填埋场接收的工业塑料废弃物高度相关。值得注意的是，微塑料的形态特征不受填埋场运营状态或年限影响，表明塑料的物理化学降解过程具有一致性。

填埋场运营年限的影响
在运营填埋场中，微塑料丰度呈现先升后降的抛物线趋势：初期随填埋年限增加而上升，约15年达到峰值（最高5320 items/L），随后逐渐下降。这种动态变化可能与塑料废弃物的累积-降解平衡有关。封场填埋场则表现出明显的随时间递减趋势，说明封场后雨水渗透减少显著降低了微塑料的迁移驱动力。

技术对比的启示
ATR-FTIR仅能检测到5种聚合物类型，而FPA-FTIR识别出12种，包括聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等常见塑料。更重要的是，FPA-FTIR在10-50微米区间检测到的微塑料占总量的68%，这一尺寸范围的颗粒恰是传统方法最易遗漏的。

结论与意义
该研究首次证实填埋场渗滤液是环境中微小微塑料（10-100 μm）的重要来源，其实际丰度被传统方法严重低估。FPA-FTIR技术的应用为环境微塑料监测建立了新标准，特别是对微小颗粒的识别优势填补了方法学空白。研究发现填埋场运营15年左右是微塑料释放的高风险期，这为填埋场生命周期管理提供了关键时间节点。工程塑料在渗滤液中的主导地位（90%）提示需要加强工业塑料废弃物的源头管控。这些发现不仅完善了微塑料环境行为理论，也为制定《国家塑料污染治理行动方案》提供了科学依据，对推动"无废城市"建设具有重要实践价值。