人为热条件下微塑料-岩石共混物的形成机制与原位鉴定及其环境意义

本文揭示了城市固体废物(MSW)焚烧过程中微塑料(MP)与无机物形成独特共混物的现象。研究通过原位显微红外光谱(LUMOS II)鉴定出聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)等MP共混体系，发现重叠交织型、表面焊接型和二次熔融再结晶型三种形态特征。在>900°C焚烧温度下，CaO/SiO2等无机物会嵌入MP表面，形成具有温度依赖性的塑料-无机杂化体(LOI 5.55-15.57%)。该发现为优化焚烧工艺和评估MP环境行为提供了新视角。

　　

Highlight

在十座中国垃圾焚烧厂的底渣样本中，我们发现了数千个微塑料颗粒，其浓度远超既往研究（约120±180 n/g）。通过174个样本分析，测得单个MP平均质量为0.524±0.790 mg。

Bottom ash samples collection

来自中国十座城市的垃圾焚烧厂底渣样本（参见附图）显示，CF和GA样本具有代表性特征。

MPs occurrence in bottom ash samples

如图1(a)所示，所有底渣样本均检出大量MPs，证实焚烧过程中塑料的不完全燃烧现象。质量浓度范围为0.6-3.9 mg/kg底渣，灼烧减量(LOI)达5.55-15.57%。

Conclusion

本研究通过显微红外光谱确证了MSW焚烧残留物中存在独特的MP-岩石共混体系，识别出三类形态学特征：重叠交织型、表面焊接型（含CaO/SiO₂嵌入）和二次熔融再结晶型。这些杂化体的形成具有显著的温度依赖性（>900°C），揭示了高温焚烧条件下塑料的结构演化路径。