大气微塑料需更重视 热裂解气相色谱质谱联用显神手

大气微塑料需更重视 热裂解气相色谱质谱联用显神手

日期:2020-4-14

微塑料作为新兴的全球环境问题而广泛受到关注。已经有许多研究表明,海洋以及海洋生物体内存在着不容忽视的微塑料污染。在南极海域以及生活在4500米水深的海洋生物体内检出微塑料的新闻也曾一度引爆网络舆论。不仅海洋中广泛存在着微塑料,大气也同样受到了微塑料的污染,成为微塑料传输与循环的重要环节。

大气微塑料需更重视 热裂解气相色谱质谱联用显神手

大气环流可以将为微塑料输送到远离人类社会的偏远地区,例如冰冻圈地区。大气中的微塑料沉降在海洋或者陆地后会进一步影响海洋和陆地的微塑料污染情况。并且作为一种可吸入颗粒物,大气中的微塑料还可能影响人体健康。但是与海洋及陆地微塑料的研究相比,大气微塑料研究才刚刚起步,大气微塑料的溯源和大气微塑料传输过程的模拟还没有有效的方法,大气微塑料对人体的潜在影响也没有确定的结论。

近日,华南农业大学海洋学院的研究团队在《分析化学趋势》上发表了一项研究成果,团队分析了目前全球大气微塑料的污染特征以及丰度水平,阐述了大气传输微塑料的系统过程,并且探讨了大气微塑料可能对人体造成的危害。在这项研究中,研究者还介绍了大气微塑料采样与分析方法,认为高光谱成像技术与热解气相色谱质谱联用技术可用于大气微塑料的分析。

目前,最常用的微塑料鉴别技术是傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱。但是两者在检查过程只能对单独的粒子进行分析,并且在进行光谱分析之前还需要在视觉上识别可疑微塑料粒子。而环境样品中微塑料的研究需要分析大量微粒,这导致检测需要消耗大量时间。

高光谱成像技术将传统的二维 RGB 图像与光谱技术相结合,通过将图像上每个空间像素点的光谱特性与对应的空间信息联系,来确定每个像素点所代表物质的化学性质,从而完成对不同样品的详细检测分类。与傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱相比,高光谱成像技术可以同时对大量的样品进行光谱分析,极大提高了检测效率,并且可以获得微塑料的大小、形状和丰度等其他信息。

热解与气质联用技术是以热裂解附件与气质联用仪对微塑料类型进行定性分析的方式。通过加热样品池使高聚物在特定温度发生裂解,再利用气质联用仪鉴别裂解后短链小分子单体就可以同时鉴定聚合物及添加剂。热解与气质联用技术分析时间较短,在快速判断微塑料类型、评估微塑料污染程度等方面有较大优势。由于热裂解会破坏样品,因此无法获得样品的尺寸、形态、颜色等信息,但是热分析方法可以从质量角度微塑料定量丰度这是光谱分析法无法做到的。

随着各国对微塑料污染重视程度的不断增加,微塑料的分析技术也在不断发展。傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱与光学显微镜的联用已经成为标准配置,热分析法也在探究热重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪的联合。高光谱成像技术、热解与气质联用技术虽然不是微塑料分析的主流,但是有着很大的应用潜力,在尚待开发的大气微塑料检测中,也许将会发挥更大的作用。

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