使用顯微紅外分析微塑料的操作流程
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的地理位置，或作為污染物存在于不同消費品（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重要。一系列的分析技術已應用于微塑料的分析。在所采用的技術中，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。
紅外顯微鏡的微塑料分析操作流程
從原始樣品到最終結果有幾個步驟，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行分析。不同的樣品在采集和凈化方面均有其自身的復雜性。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幾天時間去凈化樣品，消解其他有機材料，從而對微塑料進行“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)目會導致網(wǎng)在樣品采集過程中受到相當快的阻塞。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，并且網(wǎng)的位置可得到設置或調(diào)整，以便在水面上或水面下的固定深度進行采集。
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
相關儀器：
Spotlight 400/400N FT-IR紅外光譜成像系統(tǒng)
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