微塑料分析
微塑料分析
一、定义
微塑料：粒径 **＜5 mm的合成高分子颗粒；纳米塑料：＜1 μm**，肉眼不可见。
- 原生：洗护品微珠、合成纤维、塑料原料颗粒。
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次生：大块塑料（瓶 / 袋 / 渔网约）经风化、光氧、机械破碎形成。
常见材质：PE、PP、PS、PVC、PET、PA、PU等。
二、分析全流程（采样→前处理→定性→定量→形貌）
1. 样品采集
- 水体：浮游生物网（300 μm）、滤膜过滤、特氟隆泵富集。
- 土壤 / 沉积物：不锈钢取样器，表层 0–20 cm，铝盒保存。
- 大气：不锈钢沉降桶（距地 1.35 m），干 / 湿沉降被动采样。
- 生物 / 食品：组织匀浆、消解、过滤富集。
2. 前处理（核心：分离 + 净化）
- 筛分：去除＞5 mm 杂质。
- 消解：30% H₂O₂（60℃，24 h）去除有机质；酶解用于生物样品。
- 密度浮选：饱和 NaCl（1.2 g/cm³）分离 PE/PP；ZnCl₂（1.6 g/cm³）分离 PVC/PET。
- 过滤 / 洗脱：滤膜（0.45 μm）收集，去离子水冲洗。
3. 定性鉴定（材质识别）
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μ‑FTIR（显微红外）：≥10 μm，官能团识别（PE：2915 cm⁻¹；PET：1713 cm⁻¹）。
- μ‑Raman（显微拉曼）：≥1 μm，分辨率高，适合微小 / 透明颗粒。
- Py‑GC/MS（热裂解‑气质）：热解碎片指纹，定性 + 半定量，检出限 0.1–1 μg。
- SEM‑EDS：形貌 + 元素分布，看表面老化 / 吸附杂质。
4. 定量（浓度 / 粒径 / 计数）
- 计数法：显微镜 / 红外成像计数，单位：个 / L、个 /g、个 /m³。
- 重量法：滤膜称重，单位：mg/L、μg/g。
- 粒径分布：图像分析（ImageJ）统计 1 μm–5 mm 各区间占比。
5. 形貌与老化分析
- 光学显微镜：形状（纤维 / 碎片 / 颗粒 / 泡沫）、颜色、表面裂纹。
- SEM：纳米级形貌，老化孔洞、裂缝、附着物。
三、核心仪器对比
| 技术 | 粒径范围 | 优点 | 局限 |
|---|---|---|---|
| μ‑FTIR | ≥10 μm | 快速、便宜、库全 | ＜10 μm 灵敏度低 |
| μ‑Raman | ≥1 μm | 分辨率高、测纳米级 | 荧光干扰、价格高 |
| Py‑GC/MS | 全粒径 | 定性准、可测添加剂 | 无形貌信息 |
| SEM‑EDS | 纳米–微米 | 形貌 + 元素 | 不能直接定性聚合物 |
四、应用场景
- 环境监测：水 / 土 / 大气 / 沉积物微塑料调查、本底值与污染评价。
- 食品安全：饮用水、瓶装水、海鲜、食盐、饮料中微塑料检测。
- 生态毒理：生物体内累积、食物链迁移、毒性效应研究。
- 质量管控：纺织品纤维脱落、洗护品微珠筛查、包装材料迁移评估。
- 法规合规：满足国内 / 国际标准（如 ISO、GB）及出口检测要求。
五、交付结果
- 微塑料浓度、数量、粒径分布、材质占比、形貌特征。
- 原始谱图（FTIR/Raman）、电镜图、粒径统计报告。
- 结论：检出 / 未检出、污染等级、风险提示。
六、检测标准参考
- GB/T 42415‑2023 水质 微塑料的测定 显微红外光谱法
- ISO 21501 环境空气 微塑料采样与分析
- EPA 600/R‑20/101 水体微塑料检测方法