掃描電鏡在塑料回收處理中的應(yīng)用

納米塑料粒徑小，易通過廢水處理排放到地表水、地下水和海洋中，對生態(tài)系統(tǒng)造成持續(xù)威脅；納米塑料表面高比表面積和親脂性使其能吸附重金屬、持久性有機(jī)污染物（POPs）等毒性物質(zhì)，形成二次污染；納米塑料可被浮游生物、魚類等誤食，進(jìn)入食物鏈，干擾生物的生理和代謝功能。

納米塑料通過皮膚、呼吸道和消化道進(jìn)入人體后，可引發(fā)炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和免疫失調(diào)；某些研究表明，納米塑料可能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞核，影響DNA復(fù)制，誘導(dǎo)基因突變；納米塑料具有生物累積性，可能引發(fā)慢性病。

納米塑料可能干擾污泥消化過程，降低厭氧消化效率；高濃度納米塑料會造成膜污染，增加處理成本和維護(hù)難度。

irajum Monira等人模擬了污水處理廠處理大小為250微米和106微米的聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）微塑料的碎片機(jī)制。研究表明，水下剪切力范圍為32至100千焦/升的風(fēng)化PS和PE顆粒進(jìn)一步解體為納米大小的顆粒。同時利用SEM（FEI Quanta 200）進(jìn)行表征。

SEM分析揭示了PS和PE碎片化后顆粒的形態(tài)變化（例如表面、大小和形狀）。顆粒表現(xiàn)出粗糙、被損壞、多孔、不規(guī)則形狀、微裂紋和邊緣斷裂。值得注意的是，雖然這些特征可以增強(qiáng)抗生素和有毒污染物的吸附，但由于去除效率低下，導(dǎo)致它們通過污水處理廠在水環(huán)境中的傳播。

在SEM圖中，觀察到細(xì)小的塑料顆粒從裂縫以及損壞和粗糙的表面中脫落，為微顆粒和納米顆粒在廢水處理過程中的形成和釋放提供了證據(jù)。這些裂縫是由機(jī)械斷裂引起的，這種過程原子鍵或分子鍵的分離增加了材料的脆性，促進(jìn)了進(jìn)一步分解成更小的顆粒，包括NPs。在這種情況下，驅(qū)動MP碎片形成的主要機(jī)制是機(jī)械誘導(dǎo)的水剪力，這些力在各種污水處理過程中有效，如篩選、去除砂、沉積、混合、泵送和起泡。

對于塑料或是其他非導(dǎo)電材料來說，使用高電壓拍攝往往會導(dǎo)致樣品荷電或產(chǎn)生電子束損傷，干擾拍攝，因此低電壓分辨率成為拍攝該類材料重要的參考指標(biāo)。賽默飛超高分辨場發(fā)射掃描電鏡Apreo 2在1KV下?lián)碛行∮?nm的分辨率，兼具高質(zhì)量成像和多功能分析性能于一體，采用雙引擎技術(shù)，超低電壓下可直接分析不導(dǎo)電樣品，尤其適用于PP、PE和PS等高分子塑料類樣品，并且無需做噴鍍處理，不會對樣品造成任何損傷。

如下圖所示，在500V低電壓下，直接將截面的PE塑料置于Apreo 2電鏡中，不會產(chǎn)生任何荷電和損傷，同時只需移動幾次鼠標(biāo)，就可完成必要的合軸對中、消像散和圖像聚焦校正，即使電鏡初學(xué)者也能充分發(fā)揮Apreo 2的最佳性能。通過電鏡結(jié)果，可以輕松觀察10W倍下PE截面顆粒大小及其分布。