扫描电镜在塑料回收处理中的应用

纳米塑料粒径小，易通过废水处理排放到地表水、地下水和海洋中，对生态系统造成持续威胁；纳米塑料表面高比表面积和亲脂性使其能吸附重金属、持久性有机污染物（POPs）等毒性物质，形成二次污染；纳米塑料可被浮游生物、鱼类等误食，进入食物链，干扰生物的生理和代谢功能。

纳米塑料通过皮肤、呼吸道和消化道进入人体后，可引发炎症反应、氧化应激和免疫失调；某些研究表明，纳米塑料可能通过细胞膜进入细胞核，影响DNA复制，诱导基因突变；纳米塑料具有生物累积性，可能引发慢性病。

纳米塑料可能干扰污泥消化过程，降低厌氧消化效率；高浓度纳米塑料会造成膜污染，增加处理成本和维护难度。

irajum Monira等人模拟了污水处理厂处理大小为250微米和106微米的聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）微塑料的碎片机制。研究表明，水下剪切力范围为32至100千焦/升的风化PS和PE颗粒进一步解体为纳米大小的颗粒。同时利用SEM（FEI Quanta 200）进行表征。

SEM分析揭示了PS和PE碎片化后颗粒的形态变化（例如表面、大小和形状）。颗粒表现出粗糙、被损坏、多孔、不规则形状、微裂纹和边缘断裂。值得注意的是，虽然这些特征可以增强抗生素和有毒污染物的吸附，但由于去除效率低下，导致它们通过污水处理厂在水环境中的传播。

在SEM图中，观察到细小的塑料颗粒从裂缝以及损坏和粗糙的表面中脱落，为微颗粒和纳米颗粒在废水处理过程中的形成和释放提供了证据。这些裂缝是由机械断裂引起的，这种过程原子键或分子键的分离增加了材料的脆性，促进了进一步分解成更小的颗粒，包括NPs。在这种情况下，驱动MP碎片形成的主要机制是机械诱导的水剪力，这些力在各种污水处理过程中有效，如筛选、去除砂、沉积、混合、泵送和起泡。

对于塑料或是其他非导电材料来说，使用高电压拍摄往往会导致样品荷电或产生电子束损伤，干扰拍摄，因此低电压分辨率成为拍摄该类材料重要的参考指标。赛默飞超高分辨场发射扫描电镜Apreo 2在1KV下拥有小于1nm的分辨率，兼具高质量成像和多功能分析性能于一体，采用双引擎技术，超低电压下可直接分析不导电样品，尤其适用于PP、PE和PS等高分子塑料类样品，并且无需做喷镀处理，不会对样品造成任何损伤。

如下图所示，在500V低电压下，直接将截面的PE塑料置于Apreo 2电镜中，不会产生任何荷电和损伤，同时只需移动几次鼠标，就可完成必要的合轴对中、消像散和图像聚焦校正，即使电镜初学者也能充分发挥Apreo 2的最佳性能。通过电镜结果，可以轻松观察10W倍下PE截面颗粒大小及其分布。