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微塑料檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-03-14 17:15:42 更新時(shí)間：2025-03-13 17:18:24

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

微塑料（粒徑<5 mm的塑料顆粒）廣泛分布于水體、土壤、空氣及生物體內(nèi)，其成分、濃度及粒徑分布對生態(tài)系統(tǒng)與人體健康構(gòu)成潛在威脅。檢測需依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 24187、ASTM D8332）及國內(nèi)規(guī)范（GB/T 40392-2021），結(jié)合光譜、熱分析及顯微技術(shù)，系統(tǒng)性識別與定量微塑料，為污染治理與風(fēng)險(xiǎn)評估提供科學(xué)依據(jù)。

一、核心檢測項(xiàng)目與流程

1. 采樣與前處理

步驟	方法	設(shè)備/試劑	關(guān)鍵要點(diǎn)
環(huán)境水樣采集	浮游生物網(wǎng)（孔徑0.3-0.7 μm）	不銹鋼濾網(wǎng)、蠕動(dòng)泵	避免塑料污染，記錄經(jīng)緯度與深度
土壤/沉積物采樣	不銹鋼鏟（表層0-5 cm）	四分法分樣	去除有機(jī)物（H?O?處理）
生物樣本（魚類）	解剖取消化道/鰓組織	陶瓷刀、超純水沖洗	避免器械污染（禁用塑料工具）
密度分離	飽和NaCl或ZnCl?溶液	離心機(jī)（3,000 rpm）	分離密度<1.6 g/cm³的微塑料

2. 微塑料分離與純化

過濾：將樣本過篩（1 μm-5 mm），分級收集不同粒徑顆粒。
酶解/氧化：使用蛋白酶K或H?O?消解生物/有機(jī)質(zhì)（避免破壞塑料）。
真空過濾：玻璃纖維濾膜（孔徑0.45 μm）截留微塑料，干燥備用。

3. 鑒定與定量技術(shù)

檢測方法	原理	適用性	檢測限
傅里葉紅外光譜（μ-FTIR）	分子振動(dòng)光譜匹配聚合物數(shù)據(jù)庫	粒徑≥20 μm，定性+定量	檢出粒徑≥10 μm
拉曼光譜（Raman）	激光散射光譜分析	粒徑≥1 μm，高空間分辨率	檢出粒徑≥0.5 μm
熱裂解-氣質(zhì)聯(lián)用（Py-GC/MS）	高溫裂解后分析特征碎片	化學(xué)組成鑒定，破壞性檢測	檢出限0.1 μg/mg
掃描電鏡-能譜（SEM-EDS）	形貌觀察+元素分析	表面結(jié)構(gòu)及添加劑分析	粒徑≥0.1 μm

4. 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與報(bào)告

濃度單位：顆粒數(shù)/L（水樣）、顆粒數(shù)/kg（土壤/生物組織）。
聚合物類型：根據(jù)光譜庫匹配（如PE、PP、PS、PET等）。
形態(tài)分類：纖維、碎片、薄膜、微珠（顯微鏡輔助）。

二、國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

標(biāo)準(zhǔn)名稱	適用范圍	核心要求
ISO 24187:2023	環(huán)境與生物樣本中微塑料分析	規(guī)定采樣、前處理及光譜鑒定流程
ASTM D8332-20	水體微塑料檢測	推薦μ-FTIR與Raman為金標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 40392-2021	海洋微塑料調(diào)查	明確濾網(wǎng)孔徑（0.3-5 mm）
EPA 600-R-21-114	美國環(huán)保署飲用水檢測	建議Py-GC/MS驗(yàn)證復(fù)雜基質(zhì)

三、應(yīng)用場景與檢測策略

1. 環(huán)境監(jiān)測

海洋/淡水：定期監(jiān)測河口、近岸水域，重點(diǎn)關(guān)注PE（聚乙烯）與PP（聚丙烯）。
土壤/沉積物：評估農(nóng)膜降解與污水灌溉影響，檢測PA（尼龍）與PVC（聚氯乙烯）。
大氣沉降：使用被動(dòng)采樣器收集PM?.?中微塑料，分析PET（聚酯）纖維來源。

2. 食品安全

瓶裝水/食鹽：μ-FTIR篩查粒徑>20 μm的顆粒，避免假陽性（如纖維素干擾）。
海鮮產(chǎn)品：解剖雙殼類/魚類腸道，Py-GC/MS定量PS（聚苯乙烯）含量。

3. 人體暴露評估

血液/胎盤組織：超靈敏Raman檢測納米塑料（<1 μm），追蹤PC（聚碳酸酯）遷移路徑。
糞便樣本：酶解后密度分離，統(tǒng)計(jì)PE與PP顆粒負(fù)荷。

四、質(zhì)量控制與誤差規(guī)避

誤差來源	控制措施	實(shí)例
采樣污染	全流程空白對照，使用玻璃/金屬器具	濾膜預(yù)灼燒（450℃×4 h）
假陽性（天然纖維）	結(jié)合光譜與顯微鏡形態(tài)分析	棉/麻纖維無聚合物特征峰
聚合物降解	低溫避光保存，減少前處理時(shí)間	樣本-20℃冷凍，避免H?O?長時(shí)間處理
儀器誤判	定期校準(zhǔn)光譜庫，交叉驗(yàn)證（FTIR+Raman）	更新商業(yè)數(shù)據(jù)庫（如Hummel、Pirika）

五、技術(shù)創(chuàng)新與趨勢

高通量自動(dòng)化：
- 結(jié)合AI圖像識別（如QGIS插件）自動(dòng)統(tǒng)計(jì)顆粒數(shù)量與形態(tài)，效率提升10倍。
納米塑料檢測：
- 表面增強(qiáng)拉曼（SERS）與熒光標(biāo)記技術(shù)，檢測限低至0.1 μm。
溯源技術(shù)：
- 穩(wěn)定同位素（δ¹³C）與添加劑指紋庫追蹤微塑料污染源。
標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程：
- 全球協(xié)作制定統(tǒng)一方法（如JPI Oceans框架），減少數(shù)據(jù)可比性差異。

總結(jié)

微塑料檢測需結(jié)合多學(xué)科技術(shù)，從采樣到數(shù)據(jù)分析全鏈條控制污染與誤差。環(huán)境監(jiān)測優(yōu)先選用μ-FTIR/Raman非破壞性方法，復(fù)雜基質(zhì)可輔以Py-GC/MS。未來需推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)創(chuàng)新，以應(yīng)對納米塑料挑戰(zhàn)，為污染防控與政策制定提供可靠數(shù)據(jù)支撐。