热裂解- gc - ms:微塑料分析的有力工具

微塑料的危害

一次性塑料已成为环境恶化的有力象征，在需要监管的环境问题清单上名列前茅。超过60个国家已经对一次性塑料制品颁布禁令和/或征税，塑料盘子、餐具和杯子是最新面临禁令的塑料制品英国禁令．

塑料代表了40%的沙滩垃圾，其中大部分最终会进入海洋。事实上,800万公吨每年有大量的塑料进入海洋。这尤其令人担忧，因为塑料是持久性污染物，这意味着它们可以留在空气中几个世纪以来的环境．

更重要的是，塑料天气下阳光，空气，热量和水分他们产生宏观、微观和纳米塑料，从几毫米大小到微观颗粒。 这些微(<5毫米)和纳米塑料 （<1µm)吸附其他有毒化合物,包括 杀虫剂，多氯联苯(PCBs)和邻苯二甲酸盐。如果被海洋生物摄入后，可能会有毒副作用 肝功能 ， 繁殖 而且 喂养行为 ．

微塑料还可能通过后续食用对人类造成危害。大家都知道积累在食物链的上游，已发现在各种类型的海鲜，以及蜂蜜，糖，海盐，水和啤酒．这是估计通过吸入和摄入，个人每年可能接触到多达121,000个微塑料。尽管证据尚不成熟，但微塑料可能会产生不利影响健康影响从慢性炎症和代谢紊乱到神经毒性和癌症风险增加。

显然，需要采取行动，分析微塑料的现状是关键的第一步。

了解问题的规模

了解环境中微塑料的流行程度、大小和组成对解决这一问题至关重要。然而，目前还缺乏准确评估微塑料污染程度的标准方法，世界各地的监管机构都在积极努力提供这种方法 广泛接受的参考分析程序塑料微粒。

如果没有一个被广泛接受的分析程序，估计海洋中的塑料负荷有很大的难度 广泛 (超过六个数量级)尽管微塑料对农业很重要，但目前还没有关于土壤中微塑料污染程度的全面数据。对大气中微塑料沉积的了解更不清楚。

可用的分析技术:限制和好处

有许多不同的分析方法可用于收集关于微塑料的信息，如颗粒数量和大小、聚合物和添加剂的特性、质量分数和降解状态。虽然不存在综合的方法，但可以使用不同的技术来拼凑出整个画面，每种技术都有其局限性和优点。

传统的识别微塑料的方法依赖于显微镜，但这种方法在灵敏度上是有限的，可能会产生不准确性。年代 Ize限制意味着显微镜不能识别一些较小的微塑料和纳米塑料，因此通常只适用于大于1毫米的微塑料。 微塑料分析方法的比较 这表明显微分析可能会导致小的或透明的微塑料被遗漏，或者意味着样品中的其他元素(如天然纤维)被错误地识别为微塑料。

光谱技术，如拉曼和红外(IR)光谱，被广泛用于评估基于颗粒数量、颗粒大小和形状的微塑料污染。然而，光谱学没有显示聚合物成分，也不能识别添加剂。光谱技术也受到可收集粒子的大小和数量的限制。

因此，这些技术是热分析方法的补充，热分析方法涉及样品的热提取和/或热降解，然后对分解产物进行鉴定/定量。在这里, 气相色谱-质谱联用 (GC-MS)起关键作用。

热解-气相色谱质谱法

与光谱技术不同，热分析方法提供了微塑料污染的质量定量信息和识别。热裂解-气相色谱质谱法( py-GC-MS)是一种强大的方法，即样品在惰性气氛中热分解，然后用GC-MS分离和分析。

样品，包括粘性液体，固体或有机材料，可以被引入热解器，在那里，一个微型熔炉将样品热蒸发成气态。样品制备通常包括通过过滤或密度分离分离颗粒，这取决于颗粒的大小。如果样品由冷冻研磨的沉积物组成，则可以进行直接分析。

热解温度在600 - 1000℃之间，样品在GC-MS分析之前完全分解。Py-GC-MS生成关于聚合物的化学特性的信息，通过特征降解产物，使用指纹色谱图称为焦谱图．除了识别和量化微塑料的聚合物类型外，它还可以同时分析微塑料中的添加剂化学物质。还可以分析大体积样品，按重量提供总和微塑料浓度数据。

Py-GC-MS也可用于量化复杂环境和生物样品中的微塑料聚合物，包括土壤，水而且海洋生物，为现实世界样品中的微塑料的定性和定量分析提供了强大的方法。

Py-GC-MS为微塑料分析创造了新的可能性

Py-GC-MS为微塑料分析领域的鉴定和定量提供了一个有前途的选择聚合物类型的微塑料颗粒以及相关的有机塑料添加剂。它可以检测出低于传统显微镜和光谱学尺寸下限的大量微塑料和纳米塑料，提供低检测限， 在pg到µg范围内，和优秀的线性响应( 浓度范围0.05 μg ~ 50 μg）.

微塑料研究的另一个未来步骤是将热解与高分辨率精确质量(HRAM) GC-MS相结合，这是一个强大的工具，可以提高复杂基质的选择性，并实现无针对性和回顾性分析。这使得科学家可以从定量实验中筛选原始数据，并寻找额外的数据 热解过程中产生的化合物，产生有价值的额外数据。

随着微塑料的危害越来越明显，监管也在扩大(最新的 ECHA限制 计划在未来20年内防止50万吨微塑料的释放)，精确高效的分析方法将变得更加重要。热分析方法，特别是ppy - gc - ms，为微塑料分析提供了众多优势，并将有助于该领域实现标准化，这是解决塑料污染和使所有人的环境更安全的重要一步。

作者简介:

丹妮拉Cavagnino他是赛默飞世尔科技公司GC和AS的产品营销经理。
亚当Ladak他是赛默飞世尔科技公司的产品营销经理，负责气相色谱-质谱分析。