塑料微粒检测

由于全球大量生产塑料，塑料的使用周期相对较短，以及一些不加辨别的废物处理做法，塑料废物在水生环境中沉积了大量的塑料废物。在水中，这些塑料垃圾会发生部分降解，较大的塑料碎片被分解成较小的碎片。5毫米以下的碎片被称为塑料微粒(国会议员)。

塑料微粒是介绍了在制造、使用和处置过程中以各种方式进入环境。但是，除了从较大的塑料中分解之外，它们还可以被制造成微小的尺寸，例如，用于化妆品、纺织品和工业产品。在化妆品行业，微珠是一种极其微小的聚乙烯塑料碎片，被添加到各种健康和美容产品中，如去角质产品和牙膏。这些微小的塑料颗粒很容易通过水过滤系统，最终进入海洋，对水生生物造成伤害。研究人员报道在许多海洋和淡水物种中都存在MPs。研究已经在鱼的胃肠道中发现了MPs研究报告了包括海龟、鲸鱼和螃蟹在内的其他海洋物种中也存在MPs。

微塑料研究综述

“微塑料无处不在，”他解释道 费伊教练 朴茨茅斯大学土木工程与测量学院生物地球化学与环境污染高级研究员。Couceiro的工作重点是确定环境中污染物(如微塑料)的来源和命运，并制定干预措施来预防或减轻其影响。微塑料以不同的形式存在于我们周围，如空气、土壤，甚至在我们食用的食物中。在海洋环境中，水生动物可能会意外摄入类似于细纤维、小颗粒或珠子的MPs，从而将它们引入食物链。可能有许多因素导致MP水平上升，比如“在磨损过程中从较大的塑料上脱落，或者被紫外线和微生物不完全分解，”库塞罗说。

尽管 几项研究 已表明多磺酸盐对生态系统和人类健康的负面影响，但在理解和区分不同类型的微塑料方面存在重大研究空白。因此，需要更多的研究来弥补这一差距。正如库塞罗所指出的:“对不同类型塑料的研究很重要，因为它与微塑料的生产有关。例如，由聚氨酯合成的MPs可以参与生物地球化学循环，而来自聚氯乙烯(PVC)的MPs可以抑制微生物降解。尽管如此，它们都被归类在微塑料的标题下。”

大多数关于MPs的研究都与海洋环境有关。这些研究中的许多研究都是调查某一特定时间内单一类型MP的影响，这并不一定能代表现实世界的水生系统场景。Couceiro说:“一旦任何材料被放置在环境中，它就会被生物材料占领，并可以吸附化学物质。” 先前的研究 还显示了塑料圈(微塑料上的微生物生物膜群落)对海洋生态系统的影响。因此，为了了解MPs对生态系统的影响，“人们必须考虑不同的方面，例如塑料聚合物的类型、大小、形状、颗粒的浓度、暴露时间、化学吸附剂和塑料球，以确定微塑料积累的后果”，Couceiro继续说道。

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微塑料检测

在一个 评论文章 在水和沉积物样品中MP检测方法方面，估计50%的研究人员使用基于傅里叶变换红外光谱(FT-IR)的方法，32.5%的研究人员使用目测法，10%的研究人员使用拉曼光谱法检测MPs。其余的研究人员使用了包括电子显微镜(EM)和气相色谱-质谱(GC-MS)在内的技术。

使用显微镜或立体镜进行视觉检查有助于根据塑料的物理特性对其进行分类。虽然这是最常用的一种 方法 这是一种非常耗时的方法，是主观的，依赖于分析样本的人的经验和技能。研究人员可以使用油红EGN、Hostasol黄3G、伊红B和玫瑰孟加拉等染色染料来辅助MPs的视觉检查。其中之一 缺点 这种方法的特点是染料对不同塑料的不同亲和力。然而, 研究人员宣布 尼罗红是一种溶剂化变色染料，是MPs最有希望的染色染料，因为它能提供短期的培养，高回收率，还可以进行振动光谱进一步分析。

不同的 方法 ，基于塑料颗粒的大小，用于MPs的化学表征。两种振动光谱方法，即FT-IR和拉曼光谱，都是无损的和高精度的。许多FT-IR方法，如衰减全反射FT-IR (ATR-FTIR)，产生红外光谱 分析 偶极矩的变化。拉曼光谱提供了一种分子指纹光谱 极化率 化学键。另一种检测MP的方法是热解- gc - ms(热相色谱-质谱)。这项技术涉及到MPs在惰性条件下的热分解。形成的气体在色谱柱中分离，并由ms识别。然而，这个过程是破坏性的，并且不能提供任何关于MPs形状的信息。液相色谱(LC)也用于MPs的表征，但需要大量的样品。为了研究聚合物的元素组成，研究人员可以使用便携式x射线荧光(XRF)光谱仪。使用能量色散x射线显微分析仪的扫描电子显微镜(SEM)也有助于了解MPs的形态和化学成分。

尽管有许多方法可用于MPs的检测和分析，但缺乏标准化。为了解决这个问题，研究人员最近标准化了样品制备方法用于基于ft - ir的分析，以识别MPs，在sub-100 µm 大小范围，从污泥和废水。该方法采用Fenton试剂序次消解法去除有机成分，快速、经济。

其他研究人员正在独立开发鉴定MPs的有效方法。 本杰明阿萨莫阿 他是东芬兰大学的研究人员，是使用基于光子学的技术检测MPs的专家。他说:“通常情况下，收集样品(土壤、水、海洋生物等)，并使用各种传统方法(如拉曼技术、红外光谱、FT-IR和高光谱成像)进行化学处理，以鉴定MPs。”然而，最近研究人员报告说 光致发光光谱 使用405 nm激光二极管进行样品激发，可以准确检测MPs。Asamoah补充说:“基于光子学的技术非常有前途 原位塑料微粒检测 和识别。基于人工智能的方法甚至可能进一步推进我们与微塑料的斗争。”然而，研究人员在MP鉴定的不同阶段仍面临挑战。

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微塑料检测的挑战

根据Asamoah的说法，“由于微塑料的老化和与环境的相互作用，一些方法的可靠性随着微塑料的改性而降低”。因此，单一的MPs检测方法并不适用于所有的MPs原位实验。

通常，MPs的化学检测包括四个步骤，(a)过滤或筛分，(b)消化，(c)密度分离和(d)光谱分析，每个阶段都有挑战。Couceiro强调了以下一些挑战:

不同大小的过滤: 研究人员发现，由于使用的过滤器大小不同，很难比较不同研究的数据。例如，使用25微米过滤器的研究比使用100微米过滤器的研究获得了更多的微塑料，这意味着在这两项研究中不可能进行公平的比较。

消化: 这一步通常是去除有机物所必需的。然而，它也会对样品中的塑料产生不必要的影响，影响它们的光谱特征，使它们更难识别。尽管一些消化过程，如基于酶的消化，并不妨碍MP的光谱特征，但这种技术速度缓慢，成本不高。

使用不同密度进行分离: MPs可以根据它们不同的密度进行分离。这一阶段极具挑战性，因为不同的分离条件都有各自的缺点。例如，虽然以1.2 g/cm的速度分离MPs^3.相对简单，它忽略了较重的聚合物。另一方面，以1.7 g/cm的速度分离MPs^3.保留了更多的聚合物，但也保留了纤维素，这可能会影响以后的分析。

光谱分析: FT-IR是MPs光谱分析的主要形式，但是，尽管非常有用，它也有一定的局限性。例如，它不能检测小于10微米的MPs。然而，在10微米以下的MPs中已经证明了更大的塑料颗粒毒性，这将被该技术所忽略。另一个限制是它不能准确地确定MPs的大小和形状。这两个特征在确定多环芳烃的毒理学影响方面都极为重要。虽然拉曼光谱可以用来表征低至1微米的MPs，但它对早期过程中残留的其他化学物质(即密度分离和消化)的干扰极其敏感。

这篇文章强调了MPs对我们环境的不利影响，但它们在食物链中的存在意味着它们可能对人类和海洋动物有害。科学家们在MP检测的每一步都面临着挑战，过去缺乏标准化的方法使MP研究更加困难。然而，随着优化和标准化方法的出现，这可能有助于MP研究取得快速进展。