介紹

微塑料正成為一個重大的全球環(huán)境問題。定期、有新聞價值的重大研究揭示，塑料和微塑料存在于偏遠(yuǎn)的地理位置，或作為污染物存在于不同消費(fèi)品（特別是食品和飲料）中以及海洋生物消化系統(tǒng)內(nèi)。微塑料的來源可能是初生微塑料，即專門設(shè)計或制造成小尺寸的材料，或者從較大材料開始但在環(huán)境中分解成較小碎片的次生微塑料。最初，微塑料經(jīng)定義為尺寸小于5 mm的塑料材料，但是，盡管尚未有全球公認(rèn)的定義，但該定義現(xiàn)在經(jīng)更普遍地表述為尺寸處于 1 mm 且小至微米水平范圍內(nèi)的塑料顆粒。

環(huán)境中大量的塑料污染是一個看得見的重大問題，亟待解決。小尺寸的微塑料人眼并不能看到，但它對水生和海洋物種的健康有著重要影響，并且最終可能會進(jìn)入人類食物鏈。

分析含有微塑料的環(huán)境樣品對確定其普遍性及其影響至關(guān)重要。一系列的分析技術(shù)已應(yīng)用于微塑料的分析。在所采用的技術(shù)中，紅外（IR）光譜分析，更具體而言是紅外顯微鏡，是檢測和鑒別微塑料的主要分析技術(shù)。

紅外顯微鏡的微塑料分析操作流程

從原始樣品到最終結(jié)果有幾個步驟，包括采集樣品到數(shù)據(jù)分析。所涉及的步驟可能會有所不同，這取決于樣品類型和紅外（IR）分析制備樣品所需的樣品凈化量。工作流程如表 1所示。

不同來源的樣品和不同類型的樣品都需要對其微塑料的含量進(jìn)行分析。不同的樣品在采集和凈化方面均有其自身的復(fù)雜性。例如，瓶裝水中微塑料的分析無需對樣品凈化，而只需進(jìn)行簡單的過濾即可分析。而污水或動物攝入的微塑料則需花費(fèi)幾天時間去凈化樣品，消解其他有機(jī)材料，從而對微塑料進(jìn)行“潔凈”分析。

樣品采集

以下對不同來源的樣品所采取的采樣策略做簡要概述。

水采樣小溪、河流到湖泊、遠(yuǎn)海等多種不同水環(huán)境含有微塑料。此外，據(jù)悉來自水處理廠的水也含有微塑料。采樣要求之間存在相似之處，因為要采集所需粒徑范圍內(nèi)的所有微塑料，并且了解水樣的體積也非常重要。采用一致的采樣策略，可確定微塑料的數(shù)量和 / 或質(zhì)量隨著時間的推移呈增加還是減少趨勢。

樣品采集對海水和淡水具有不同的要求，這主要是因為水密度不同。大多數(shù)合成高分子材料的密度低于海水，這意味著微塑料一般漂浮在水面上，但是許多高分子類型材料都會沉沒在淡水系統(tǒng)中。用于采集海水表面樣品的典型設(shè)備是一個拖于船后的已知網(wǎng)目尺寸的曼塔拖網(wǎng)。對于水層面下的樣品，則采用合適的浮游生物采集網(wǎng)。這種方法也適用于湖泊和水灣。網(wǎng)目尺寸是一個重要的參數(shù)，因為太小的網(wǎng)目會導(dǎo)致網(wǎng)在樣品采集過程中受到相當(dāng)快的阻塞。樣品采集的體積和面積可通過使用流量計以及根據(jù)網(wǎng)的入口尺寸和采集過程中移動的距離得以確定。為測試河流水，通常將網(wǎng)懸掛于河流中的一個固定點(diǎn)，并且網(wǎng)的位置可得到設(shè)置或調(diào)整，以便在水面上或水面下的固定深度進(jìn)行采集。

沉積物采樣

在許多情況下，可在沉積物樣品（例如在海灘或河岸上）的表面上觀察到（微）塑料。在這種情況下，在分析前可易于對樣品進(jìn)行提取和清理。但是，微塑料存在于沉積物的更深層處，因此需要采用一種采樣策略。通常采集已知質(zhì)量或體積的沉積物，并確定每單位體積顆粒的質(zhì)量或數(shù)量。沉積物樣品可采集自海床、湖泊或河床，或者在潮汐或河流水位降低時采集自海灘或河岸。沉積物樣品需要進(jìn)一步的樣品凈化以便提取微塑料用于分析，下文將對該過程做介紹。

動物攝入的塑料采樣

據(jù)悉，塑料和微塑料存在于多種海鳥和海洋生物的胃中，且通常會導(dǎo)致死亡。 1較大的塑料材料可從生物的解剖胃中物理提取而得，其在分析前需進(jìn)行清理。為確定包括微塑料在內(nèi)的塑料總量，有必要在分析前通過消解完全去除生物材料。下文將對消解的各種方法作討論。消解過程會留下塑料材料并且有望去除所有其他材料。

家用品和日用消費(fèi)品采樣

在家庭中有幾種微塑料被釋放到排水系統(tǒng)中。 眾所周知，洗衣機(jī)在清洗的過程中會產(chǎn)生成千上萬的纖維。 2此外，盡管根據(jù)不同國家和地區(qū)的立法，塑料微珠的使用正在逐步淘汰，但是許多日用消費(fèi)品和化妝品（例如牙膏和沐浴露）均含有塑料微珠成分。來自家用品的微塑料的采樣可通過在洗衣機(jī)的出水口或排水系統(tǒng)的出水口上安裝具有合適網(wǎng)目尺寸的篩網(wǎng)得以完成。就去角質(zhì)劑和身體磨砂膏而言，其大多數(shù)成分具有水溶性，因此在過濾前，將樣品與開水混合通常能去除微塑料之外的所有物質(zhì)。 3

相關(guān)儀器：

Spotlight 400/400N FT-IR紅外光譜成像系統(tǒng)

Spectrum Two FT-IR紅外光譜儀

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