微塑料的檢測及其生態(tài)環(huán)境影響研究進(jìn)展

郁強 朱劍 季文華 袁致煥 劉麗霞

【摘要】本文通過分析微塑料檢測方式，同時分析微塑料對生態(tài) 環(huán)境所造成的影響，并制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，為后期微塑料研究提供理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】微塑料;檢測;生態(tài)環(huán)境

微塑料指的是5mm以內(nèi)的塑料碎片，相比大面積塑料，其可吸入在環(huán)境內(nèi)。大量研究表明，在環(huán)境內(nèi)廣泛分布微塑料，其在生物內(nèi)，可產(chǎn)生較多不良健康效應(yīng)，但是，目前對于其對人體影響缺少必要證據(jù)。

1 微塑料的檢測方法

直接觀察法

通過肉眼、顯微鏡提取微塑料，按照顏色、形狀等進(jìn)行分類，可實現(xiàn)微塑料腐蝕程度、顆粒類型鑒定，這一方法不僅經(jīng)濟(jì)，且十分簡單。但是，僅可檢測大尺寸的微塑料，無法實現(xiàn)材料類型的鑒定。除此之外，有研究認(rèn)為，借助偏振光顯微鏡，可實現(xiàn)聚乙烯顆粒的有效鑒定。

1.2 SEM

SEM借助聚焦，能夠獲得較細(xì)的高能電子束、試樣掃描可激發(fā)物理信息，通過接收信息，可獲得>500 000倍顯示成像。通過分析清晰圖像，可看到顆粒表面結(jié)構(gòu)，鑒別表面結(jié)構(gòu)、腐蝕程度等。結(jié)合EDS，能夠?qū)Υ郎y元素組成進(jìn)行分析，可實現(xiàn)無機顆粒、微塑料的區(qū)分，但是高成本設(shè)備阻礙了其大面積應(yīng)用。

FTIR

小尺寸微塑料很難直接觀察鑒定，需要借助氣壓方式。應(yīng)用，F(xiàn)TIR可識別含碳聚合物，不同的化學(xué)鍵，產(chǎn)生的光譜不同，能夠?qū)⑺芰?、無機雜質(zhì)與有機雜質(zhì)區(qū)分開。對比標(biāo)準(zhǔn)圖譜與所得的微塑料樣品紅外圖譜，可獲得微塑料成分與含量，可檢測微塑料的腐蝕情況。這一方法不會損害樣品，檢測精準(zhǔn)性較小，適用于小尺寸微塑料檢測。

1.4 RM

RM屬于一種非破壞檢測微塑料的方案，通過激光束照射所測樣品，不同的分子結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的散射光頻率不同，以此獲得獨特的光譜。這一方案可確定微塑料材料類型，且分辨率較高，可識別更小尺寸的微塑料。但是，這類方式對微塑料內(nèi)的添加劑與燃料較為敏感，會對微塑料檢測形成影響。

1.5 色譜法

色譜法屬于光譜法的替代，借助不同物質(zhì)在固定相、流動相之間的分配差異，可實現(xiàn)多類物質(zhì)分離。氣相色譜法、液相色譜法一般與質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）聯(lián)用，結(jié)合熱分解技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)微塑料的有效檢測，這也被稱之為熱解析氣相色譜技術(shù)，屬于常用的檢測方法之一。

1.5.1 熱解析氣相色譜法

該方法誕生于2001年，檢測期間將樣品放置在惰性氣體內(nèi)，加熱到一定溫度，可分解為小粉豬，借助GC-MS測定質(zhì)荷比，可實現(xiàn)微塑料材料種類的判斷。這一監(jiān)測方法應(yīng)用，不需要添加有機物，且無機物雜質(zhì)不會對結(jié)果產(chǎn)生干擾。但是，這類檢測方式會對樣品產(chǎn)生破壞，經(jīng)過檢測微塑料被完全分解，無法開展其他的監(jiān)測。

1.5.2 液相色譜法

這一方式是借助各類塑料之前的溶解度，選擇合適的溶劑，對不同聚合物進(jìn)行溶解。但是這類方式在微塑料鑒定內(nèi)的相關(guān)報道，需要深入探索。

1.5.3 核磁共振法

這一方法經(jīng)濟(jì)、快速且有效，檢測流程簡單，與FTIR、RM 和熱解析氣相色譜法對比，這一方法應(yīng)用優(yōu)勢在于，不會受到待測微塑料儲存大小的影響，檢測需要放在氘代溶劑中進(jìn)行。

2 微塑料對生態(tài)環(huán)境的影響

2.1 聚合物單體、添加劑和吸附化學(xué)物對生物體的影響

塑料內(nèi)包含有害單體、添加劑等，這類單體與添加劑能夠改善塑料的特性，比如：在塑料生產(chǎn)期間，雙酚A能夠合成聚碳酸酯塑料和環(huán)氧樹脂，其具備顯著的抗氧化與可塑性特點。有毒單體、污染物微塑料被生物攝入之后，化學(xué)物質(zhì)會被釋放，對生物產(chǎn)生有害租用，影響人類健康。例如塑化劑鄰苯二甲酸酯，會導(dǎo)致性發(fā)育異常，或者是出血缺陷;雙酚A會對內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響機體生長發(fā)育。一項挪威海鳥研究認(rèn)為，微塑料攝入對持久性有機污染物積蓄不會產(chǎn)生任何的影響，其可能與微塑料吸附的化學(xué)物質(zhì)含量引發(fā)。迄今為止，大量證據(jù)證明，微塑料可實現(xiàn)污染物的有效吸附，但是微塑料吸附物對生物體造成影響的相關(guān)報道并不多，該方向研究重要性顯著。

2.2 附著于微塑料的微生物對生物體健康的影響

微塑料不僅可實現(xiàn)有害物質(zhì)以外的吸附，還可攜帶各類微生物。有研究認(rèn)為，在東太平洋內(nèi)收集的塑料碎片，檢測出了珊瑚病原體。在北大海洋收集的微塑料內(nèi)，檢測出副溶血性的弧菌。在微生物傳播上，微塑料可提供適宜環(huán)境，可實現(xiàn)微生物保護(hù)，以抵抗外界的不利因素，如：溫度、紫外線等。基于此，借助微塑料的保護(hù)作用，分析其在環(huán)境內(nèi)的遷移特性，微生物可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播。

2.3 微塑料對生物體的影響方式

有研究認(rèn)為，人類通過空氣途徑接觸到的合成纖維高于食用貽貝攝取合成纖維。人類吸入塑料主要是因微塑料內(nèi)吸附著大量的有害化學(xué)物、致病菌與寄生蟲等，對機體健康產(chǎn)生不良影響。高洪影，申河清等問卷調(diào)查顯示，3D打印機46名工人中57.0%受訪者每周工作時間超40h，工人接觸的打印材料包含聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯和尼龍等人工合成高分子材料。葉李嘉，吳南翔等隨訪26萬紡織廠女工，發(fā)現(xiàn)暴露合成纖維20年以上，為胃癌發(fā)生的主要危險因素。

結(jié)束語

綜上所述，細(xì)信息技術(shù)加速了自動化檢測設(shè)備的發(fā)展，在環(huán)境微塑料分析內(nèi)，微塑料識別與檢測為其提供了更多的可能。當(dāng)前就微塑料對人類毒理學(xué)、流行病學(xué)研究缺乏，對人類健康風(fēng)險評估、毒性效應(yīng)機制研究，還不夠深入，未來需要加大研究力度，為部門、機構(gòu)制定相應(yīng)的法律法規(guī)，以為環(huán)境保護(hù)提供指導(dǎo)，保證人們的生活安全、生產(chǎn)安全。

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