图 微塑料在冰中的加速降解效应及其冷冻浓缩降解机制
在国家自然科学基金项目（批准号：21836002）等资助下，中南大学冶金与环境学院林璋教授课题组报道了新型固废-微塑料在冰中的反常加速降解机制。该研究以“微塑料在冰晶界过冷液态水中的加速降解（Accelerated Degradation of Microplastics at the Liquid Interface of Ice Crystals in Frozen Aqueous Solutions）”为题，于2022年6月1日在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed）上在线发表。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202206947。
目前人类对塑料的大量使用，导致了微塑料这种极小颗粒难以降解，且在环境中大量扩散。研究表明，随着人类活动和自然输运的影响，这些极难降解的微塑料最终会汇集于深海的海沟及极地海冰中。由于低温对化学反应的抑制作用，极地海冰通常被认为是微塑料汇集的“死胡同”。近日，林璋教授团队以典型的微塑料PS为研究对象，发现了其在冰中的反常加速降解现象。与常规认知的低温抑制化学反应过程相反，微塑料在冷冻条件下48天即可达到以往报道中自然水体30~70年的降解效率。在进一步充入氧气的情况下，冷冻降解效率甚至优于大部分人工的高级氧化处理法。研究表明，冷冻引发微塑料在晶间过冷水中浓缩及挤压效应是微塑料加速降解的关键。冰晶形成过程中的排杂效应使微塑料被浓缩到微米级的晶间过冷水中，进而聚集挤压引发自激发敏化，活化被浓缩在晶间水中的氧气产生高活性的单线态氧（1O2），最终通过自由基氧化反应引发微塑料的加速降解。
该工作阐明了一种微塑料污染物的环境降解新机制，启发了一种利用水的冷冻协同降解处理微塑料污染物的新途径。