UV老化与土壤有机质协同调控有机磷阻燃剂在PVC和PS上的吸附：动力学与机制

本研究针对X-Press Pearl海难事件释放的微塑料颗粒(MP)在环境降解过程中的内部结构变化这一科学空白，创新性地采用高分辨率光学相干断层扫描(OCT)技术，首次实现微米级内部裂纹、空腔等结构变化的无损检测，结合ATR-FTIR光谱分析揭示了热/化学/机械降解导致的聚乙烯(PE)内部物理-化学变化关联机制，为评估MP环境风险提供了突破性方法学工具。

　　

2021年5月25日，MV X-Press Pearl货轮在斯里兰卡海域发生灾难性事故，向印度洋释放了约750亿颗塑料颗粒（nurdles），这场被称为"最严重的海洋微塑料污染事件"不仅造成251只海龟和33头海洋哺乳动物死亡，更留下了一个科学难题：这些直径约5毫米的聚乙烯(PE)颗粒在高温、化学物质和机械摩擦等多重环境压力下，究竟会发生怎样的内部结构变化？传统研究多聚焦于颗粒表面形貌改变，但对微米级内部损伤的认知仍是一片空白。

斯里兰卡萨伯勒格穆沃大学（University of Sri Jayewardenepura）领衔的研究团队开创性地将医学领域的高分辨率光学相干断层扫描技术(OCT)引入环境研究，首次实现了微塑料内部结构的"无损CT扫描"。这项发表在《Journal of Hazardous Materials》的研究显示，看似完好的塑料颗粒内部早已"千疮百孔"——OCT图像清晰捕捉到14微米分辨率的内部空洞、裂纹网络，这些结构损伤会加速微塑料向更危险的纳米塑料转化。更惊人的是，通过机器学习分析10万+像素的OCT图像，研究人员量化了不同降解方式的破坏程度：热降解使颗粒内部暗像素密度暴增276倍（从0.0019升至0.5252），远超化学降解（46倍）和机械降解（114倍）。

研究团队采用多模态分析方法：从萨拉库瓦海滩(XPP事故最近受影响区域)采集原始颗粒，模拟热/化学/机械三种降解条件；采用谱域OCT系统（中心波长930nm，轴向分辨率7μm）获取三维结构数据；结合ATR-FTIR验证化学键变化。关键技术突破在于开发了基于像素强度概率密度的定量分析模型，将主观的结构观察转化为客观数据指标。

【多维结构评估】

OCT三维重建显示原始颗粒具有均匀的内部结构（图3i），而降解样品出现显著差异：热降解形成"蜂窝状"空洞网络（图3ii），化学降解产生放射状裂纹（图3iii），机械磨损导致边缘分层（图3iv）。enface图像分析首次建立损伤量化标准——暗像素占比与降解程度呈正相关。

【化学结构验证】

ATR-FTIR证实所有颗粒均为PE，但降解样品出现羟基(3285cm^-1)和羰基(1718cm^-1)新峰，这与OCT检测到的内部损伤区域高度吻合，证明物理结构破坏与氧化反应存在空间耦合。

【环境启示】

该研究颠覆了传统认知：即使耐降解的PE塑料，其内部微观损伤也远超表面所见。这些"隐形伤口"不仅增大比表面积（促进污染物吸附），更是微塑料破碎为纳米塑料的"预破裂面"。研究建立的OCT-FTIR联用方法为环境微塑料风险评估提供了新范式，其14微米级的分辨能力可早期预警塑料老化风险，对预测海洋塑料污染的长期生态效应具有重要价值。正如作者指出："微塑料就像'特洛伊木马'，我们首次看清了它内部隐藏的千军万马。"