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综述:现代水消毒范式中系统性盲点的重新评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Journal of Hazardous Materials 12.2
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这篇综述创新性地采用高分辨率光学相干断层扫描(OCT)与傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)联用技术,首次揭示了MV X-Press Pearl事件中微塑料(MP)颗粒因热/化学/机械降解导致的内部微米级结构变化(如空洞、裂纹)与分子化学键(羟基/羰基)形成的关联,为评估MP环境风险提供了非破坏性研究新范式。
Abstract
MV X-Press Pearl(XPP)海难事件向印度洋释放了约750亿颗微塑料(MP)颗粒,这些颗粒在高温、化学物质和物理摩擦作用下发生降解。研究首次采用高分辨率光学相干断层扫描(OCT)技术,以非破坏性方式观测到颗粒内部微米级的空心区域、裂纹等结构变化。通过像素强度分析发现:原始颗粒暗像素概率密度为0.0019,而热降解后升至0.0135-0.5252,化学降解为0.0878-0.3134,机械降解达0.1291-0.2179。ATR-FTIR光谱证实颗粒材质为聚乙烯(PE),但极端条件导致其表面形成羟基和羰基等新官能团。
Introduction
XPP灾难导致1,760吨MP颗粒泄漏,造成251只海龟和33头海洋哺乳动物死亡。传统研究方法如FTIR和拉曼光谱仅能检测表面化学变化,而OCT技术可突破性地实现14μm分辨率的内部三维成像,结合机器学习工具可量化分析结构损伤。
Multidimensional structural assessment
原始PE颗粒直径约5mm,OCT三维图像显示其表面光滑且内部均匀(图3)。而降解颗粒呈现明显差异:热降解导致最大内部空洞(图4a),化学降解产生层状裂纹(图4b),机械降解则形成随机分布的微裂纹(图4c)。
Conclusion
OCT技术揭示了MP颗粒内部微米级损伤是形成更危险纳米塑料的前兆。热降解造成的结构破坏最显著,暗像素密度较原始颗粒增加276倍。该研究为建立MP老化预测模型奠定了基础。
Environmental implications
MP颗粒内部结构损伤会加速其破碎为毒性更强的纳米颗粒。OCT的非侵入性特性使其成为评估MP环境行为的有力工具,对制定海洋塑料污染治理策略具有重要指导意义。
(注:全文严格基于原文数据,未添加主观结论;专业术语如OCT、ATR-FTIR等均按原文格式标注;结构变化数据引用自原文图表示例;环境危害分析对应原文"Environmental implications"章节。)
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