微塑料這一概念是在2004發(fā)表的一篇Science的文章(Lost at Sea：where is all the plastic)中首次提出。微塑料是一種會(huì)污染環(huán)境的微小顆粒，任何長度小于5毫米的塑料碎片都可以稱為微塑料。

目前微塑料可以分為大致兩種，一種是進(jìn)入環(huán)境前就已經(jīng)小于5毫米的塑料碎片，一般來自清洗衣服后的廢水。悉尼大學(xué)沿海城市生態(tài)影響研究中心發(fā)現(xiàn)，每洗一件衣服，就會(huì)沖洗掉1900多根纖維。其次是一些大型塑料的碎片污染，包括我們熟知的飲料瓶、漁網(wǎng)、塑料袋等。微塑料會(huì)通過各種方式轉(zhuǎn)移到人體中，造成潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。

微塑料已經(jīng)入人體

近日，據(jù)外媒報(bào)道，來自美國亞利桑那州立大學(xué)的一項(xiàng)研究顯示，在人體提取的47個(gè)組織樣本，均發(fā)現(xiàn)了塑料顆粒。

美國亞利桑那州立大學(xué)的查爾斯·羅爾斯基（Charles Rolsky）表示，現(xiàn)在地球上的塑料污染已經(jīng)幾乎無處不在，雖然有證據(jù)表明塑料正在進(jìn)入人體內(nèi)，還沒有人研究這些材料在食用后如何在人體器官中堆積。

該項(xiàng)研究提取了肺、肝、脾和腎中的47個(gè)組織樣本，研究小組認(rèn)為這些器官是最有可能遇到微塑料的器官。利用計(jì)算機(jī)編程、拉曼光譜和質(zhì)譜的結(jié)合，能夠從組織樣本中識(shí)別和提取塑料，并生成顆粒計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)、以及碎片的質(zhì)量和表面積。

利用這項(xiàng)技術(shù)，研究小組檢測出數(shù)十種不同的塑料，包括聚乙烯、聚碳酸酯以及雙酚A（BPA）。而所有的組織樣本中都有雙酚A，它曾經(jīng)從礦泉水瓶、醫(yī)療器械到及食品包裝的內(nèi)里，可謂是無處不在，但由于潛在的健康危險(xiǎn)引發(fā)了爭議。

去年，世衛(wèi)組織的的一項(xiàng)研究報(bào)告顯示，人體不太可能吸收大于150微米的微塑料，估計(jì)對較小顆粒的吸收也有限。極小的微塑料顆粒的吸收和分布可能較高，但這方面的數(shù)據(jù)極其有限。

研究人員表示，雖然目前我們還不清楚這些微塑料會(huì)對人體帶來什么影響，但是這項(xiàng)技術(shù)將有助于發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)的塑料并進(jìn)行更深一步的研究，以揭示塑料污染對人體健康帶來的危害。

我國微塑料污染現(xiàn)狀

2019年，在我國發(fā)布的首部《中國海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》中，披露了我國海洋的污染情況和程度，其中包含針對渤海、黃海和南海海域，開展了4個(gè)斷面的海面漂浮微塑料的監(jiān)測工作，主要監(jiān)測指標(biāo)為平均密度、主要物質(zhì)分類以及主要成分。此次檢測到的微塑料平均密度為0.40-1.09個(gè)/立方米，主要為碎片、纖維和線，成分主要為聚丙烯、聚乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯，可見我國海洋微塑料污染已逐漸嚴(yán)重。

今年，發(fā)改委和環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《國家發(fā)展改革委 生態(tài)環(huán)境部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》，其中指出：開展不同類型塑料制品全生命周期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)研究評(píng)價(jià)。加強(qiáng)江河湖海塑料垃圾及微塑料污染機(jī)理、監(jiān)測、防治技術(shù)和政策等研究，開展生態(tài)環(huán)境影響與人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?？梢?，國內(nèi)已開始逐漸重視微塑料污染，微塑料及人體健康的相關(guān)研究，或?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)熱點(diǎn)。

我國近幾年對微塑料的研究也逐漸增多，但在研究中遇到諸多瓶頸及亟待解決的問題。

微塑料解決方案提供儀器企業(yè)

在諸多儀器廠商中，目前賽默飛、安捷倫、珀金埃爾默、島津、雷尼紹等均針對微塑料檢測提供了儀器測試方法和解決方案。

1.賽默飛

對于微塑料的粒徑大小、形狀、腐蝕程度、顏色等物理形貌分析常用的方法主要是顯微法和目檢法。對于化學(xué)成分分析，目前常用的方法主要是顯微紅外法和SEM-EDX法。賽默飛顯微紅外光譜儀可以高效快捷的實(shí)現(xiàn)水體中微塑料的定性，給出區(qū)域微塑料成分含量的參考結(jié)果；SEM-EDX可對樣品表明進(jìn)行直接觀測和分析；而拉曼光譜作為另一種重要的分子光譜技術(shù)，具有非接觸、無懼水等特點(diǎn)，在微塑料的成分定性和顆粒統(tǒng)計(jì)中同樣發(fā)揮著一定作用。與顯微紅外相比，顯微拉曼在微小的塑料粒子或纖維片段分析中具有更高的空間分辨，且無需挑出樣品，不受水分干擾。

2.安捷倫

微塑料分析通常僅報(bào)告其顆粒數(shù)量。然而，塑料的易碎性使其在后續(xù)過程中很容易分解為許多尺寸更小的顆粒，因而這種方法在本質(zhì)上存在缺陷且不準(zhǔn)確。因此，報(bào)告中也應(yīng)該包含顆粒的尺寸，在評(píng)估微塑料毒理學(xué)影響時(shí)，尺寸和豐度都應(yīng)考慮在內(nèi)。應(yīng)該注意的是，微塑料對環(huán)境和健康的潛在影響隨著顆粒尺寸的減小而增加。尺寸測量通常僅報(bào)告顆粒的最長尺寸而忽略了其形狀，使長顆粒往往被認(rèn)為與球形或其他形狀的顆粒相同。為了實(shí)現(xiàn)更全面的了解，塑料的定量分析應(yīng)該作為一個(gè)三維問題考慮：尺寸 ×形狀 × 材料。

安捷倫激光紅外成像系統(tǒng)、傅里葉變換紅外光譜儀均可對微塑料進(jìn)行檢測。其中，激光紅外成像系統(tǒng)可測試5cm*5cm區(qū)域超過1000個(gè)微塑料顆粒，測試完成僅需2個(gè)小時(shí)，掃描結(jié)束后即得到測試結(jié)果，包括每個(gè)顆粒定性結(jié)果，尺寸、面積、重量等信息，并同時(shí)自動(dòng)獲得海量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，包括不同尺寸、不同種類的塑料顆粒的個(gè)數(shù)、粒徑分布，以及含量%等信息。

3.珀金埃爾默

要對海洋中的微塑料進(jìn)行管控，第一步是要對這些微塑料的成分和含量進(jìn)行檢測，從而對污染的嚴(yán)重性和主要來源進(jìn)行評(píng)判，對下一步的治理提供依據(jù)。PerkinElmer紅外光譜及紅外顯微成像系統(tǒng)可為檢測過程提供有力的支持。

紅外光譜儀已經(jīng)廣泛用于鑒別大尺寸的高分子材料，對于較大的塑料樣品可以選擇不怕潮可電池供電的珀金埃爾默紅外光譜儀放到船上做快速塑料的鑒別;而對于肉眼無法識(shí)別的微小的塑料顆粒，就需要選擇紅外顯微鏡成像系統(tǒng)用于這些微塑料的檢測和鑒別。

珀金埃爾默常規(guī)紅外ATR方法可直接快速測試肉眼可見的大尺寸微塑料，對于肉眼不可見的小尺寸微塑料可采用珀金埃爾默Spotlight+ATR成像附件進(jìn)行測試。珀金埃爾默實(shí)現(xiàn)了微塑料的原位測試，測試最小尺寸可達(dá)1.56um。原位ATR成像技術(shù)分析的微塑料尺寸更小、速度更快、操作更簡單而且還不會(huì)丟失微塑料樣品。

除此以外，傅里葉化學(xué)成像/顯微技術(shù)可分析微塑料化學(xué)成分及空間分布等信息;

功率補(bǔ)償型DSC的HyperDSC技術(shù)可輔助紅外顯微/成像進(jìn)行塑料單微粒結(jié)構(gòu)定性，可對復(fù)合微塑料半定量研究;

逸出氣體聯(lián)用技術(shù)全模塊均可用于研究微塑料的成分定性/半定量及降解機(jī)理等信息;

LCMSMS串級(jí)質(zhì)譜技術(shù)不僅可以用于定量塑料含量，還可以測定微塑料內(nèi)部增塑劑等環(huán)境激素的含量，便于開展環(huán)境毒理學(xué)工作;

ICPMS單細(xì)胞直接進(jìn)樣技術(shù)，可用于研究微塑料負(fù)載重金屬對于單個(gè)細(xì)胞毒理學(xué)的研究工作;

TGA-ICP聯(lián)用技術(shù)可評(píng)價(jià)焚化過程產(chǎn)品微塑料/重金屬的結(jié)合過程研究;

TGA-GCMS聯(lián)用技術(shù)可以用研究微塑料對持久性有機(jī)污染物環(huán)境遷移的輸運(yùn)機(jī)理等。

4.島津

（1）紅外顯微鏡

傅里葉變換-紅外光譜分析法(FTIR)是目前最常用的化學(xué)組分鑒定方法。島津紅外顯微鏡可實(shí)現(xiàn)對微塑料的觀察、定義測量位置、測量、鑒別結(jié)果，全部操作都能自動(dòng)執(zhí)行，并提供高靈敏度結(jié)果。

（2）熱分析-紅外聯(lián)用系統(tǒng)(TG-FTIR)

島津熱分析-紅外聯(lián)用儀，可以將TGA過程產(chǎn)生的氣體通過可加熱管線引入到紅外光譜儀中,分析聚合物等材料熱裂解過程產(chǎn)生的氣體成分,從而得到聚合物的組成，更好的對熱重結(jié)果進(jìn)行分析；和紅外聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)材料的定性及定量分析。

（3）能量色散型X射線熒光光譜儀

島津能量色散型X射線熒光分析儀，采用新型硅漂移檢測器(SDD)，具有高靈敏度、高分辨率的優(yōu)點(diǎn)，能夠進(jìn)行快速無損定性-定量分析，方便快捷，無須化學(xué)前處理。

通過EDX能量色散型X射線熒光光譜儀對微塑料的定性和定量分析，就可初步知道該微塑料可能的材質(zhì)塑料(也可進(jìn)一步使用PY-GCMS有機(jī)化合物快速篩查系統(tǒng)進(jìn)行塑膠材質(zhì)的確認(rèn))，同時(shí)可以確認(rèn)該微塑料中的有害元素。

（4）熱裂解-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)(PY-GCMS)

熱裂解-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(PY-GCMS)可以用來鑒定微塑料類型。PY-GCMS是通過不斷升高樣品池溫度，使得高聚物在特定溫度發(fā)生裂解，釋放短鏈小分子單體，再進(jìn)入GCMS檢測，從而推斷高聚物類型的一種方法，同時(shí)可鑒定聚合物及添加劑。

POPs、全氟類化合物、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥等有機(jī)污染物易富集在微塑料表面，島津全面的色譜質(zhì)譜分析手段，亦可提供全面的毒理效應(yīng)研究方案。

（5）電子探針

島津電子探針可實(shí)現(xiàn)微塑料表面的元素及形貌分析研究。通過電子探針分析微塑料表面，在檢測出K、Na、Ca、Mg、Al的同時(shí)，還可檢測Cl、S、Cr和Fe等元素。

5.雷尼紹

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，如氣相色譜/質(zhì)譜(GC-MS)，可以量化塑料量，但不提供有關(guān)顆粒大小或數(shù)量的信息，這兩種方法預(yù)計(jì)同等重要。紅外顯微鏡可以做到這兩點(diǎn)，但不適合分析非常小的顆粒，也受到顆粒形態(tài)的挑戰(zhàn)。雷尼紹針對微塑料提供了其共焦拉曼顯微鏡作為檢測手段。雷尼紹共焦拉曼顯微鏡可自動(dòng)定位粒子并確定它們的大小和統(tǒng)計(jì)，然后產(chǎn)生顆粒的拉曼圖，使用高度跟蹤保持良好的焦點(diǎn)，并使用高級(jí)光譜分析來識(shí)別塑料和無機(jī)物，其結(jié)果是關(guān)于顆粒的數(shù)量、大小、形狀和化學(xué)組成的全面數(shù)據(jù)。

在英國廣播公司(BBC)《食物:真相還是恐懼》節(jié)目中，雷尼紹共焦拉曼光譜儀被格拉斯哥大學(xué)(University of Glasgow) 用于魚類中的微塑料研究。

6.布魯克

分析微塑料顆粒(MPP)有許多方法，如采用不同的光譜技術(shù)以達(dá)到不同的分析要求。

紅外顯微鏡是MPP分析的主要技術(shù)。它可以對微顆粒進(jìn)行化學(xué)鑒定，并且非常易于使用。在MPP分析中，拉曼顯微鏡雖然不如紅外顯微鏡常用，但它具有的獨(dú)特優(yōu)勢，如可通過透明材料測量，比紅外顯微鏡更高的空間分辨率等，使得拉曼顯微鏡適用于分析非常小的顆粒。

Alfred Wegener 研究所(AWI)作為亥姆霍茲極地和海洋研究中心，選擇了具有焦平面陣列(FPA)檢測器的布魯克紅外顯微鏡作為MPP表征的解決方案。他們近期發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》的研究中采用了具有FPA檢測器的紅外顯微鏡，在北極積雪中檢測出大量的微塑料顆粒。FPA檢測器實(shí)現(xiàn)了在單次掃描中以最佳光譜分辨率收集大量的光譜數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)具有自動(dòng)化分析，高精確度，極其快速，將人為錯(cuò)誤降至最低等優(yōu)點(diǎn)。

布魯克提供紅外，F(xiàn)PA和拉曼的全套解決方案，實(shí)現(xiàn)了對微塑料的觀察、測量和鑒別。

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