羅丹明B染色法快速測(cè)定土壤中微塑料

張萬萬，鄭永杰，田景芝

羅丹明B染色法快速測(cè)定土壤中微塑料

張萬萬，鄭永杰，田景芝

（齊齊哈爾大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

使用羅丹明B對(duì)微塑料進(jìn)行快速染色，在波長為365nm的紫外光下顯示熒光，從而將微塑料在土壤介質(zhì)中分離。選擇聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯和聚苯乙烯為試驗(yàn)材料，將乙醇和去離子水作為溶劑，對(duì)羅丹明B的著色能力進(jìn)行研究；對(duì)處在不同條件下的微塑料熒光穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，乙醇是溶解羅丹明B的最佳溶劑，在紅外光譜檢測(cè)時(shí)羅丹明B染色對(duì)微塑料識(shí)別無顯著影響，對(duì)處于不同條件下的微塑料仍保持熒光穩(wěn)定。在加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)中，ZnCl2浮選液對(duì)土壤中微塑料分離效果較好，PE和PS回收率均達(dá)到99%以上，PP和PU的回收率均高于97%，同組試驗(yàn)回收率穩(wěn)定，RSD值均小于2%。

微塑料；羅丹明B；染色；紅外光譜；紫外光

塑料[1]是一種合成高分子量聚合物，通常在石油等化石燃料的副產(chǎn)品中制得，具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)特性，如有較好的耐腐蝕性和絕緣性、原料來源廣泛、易于加工等原因，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域[2]。自1950年以來，塑料工業(yè)的快速發(fā)展[3]，全球已經(jīng)生產(chǎn)了超過83億公噸的塑料制品，給人們的日常生活帶來了極大的便宜。然而，在塑料制品給人們帶來便宜的同時(shí)，也帶來了大量的塑料垃圾，現(xiàn)代回收基礎(chǔ)設(shè)施已不能滿足對(duì)塑料垃圾處理的需求[4]。進(jìn)而導(dǎo)致了一系列環(huán)境污染問題[5]，如大氣污染，隨意焚燒塑料，會(huì)散發(fā)有毒氣體，污染空氣；水污染，會(huì)被魚類及動(dòng)物當(dāng)做食物吞入，造成魚類及動(dòng)物死亡；土壤污染，地膜覆蓋導(dǎo)致土壤環(huán)境惡化，嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長[6]。

2004年，Thompson等[7]首次提出微塑料一詞，并將其尺寸界定在微米級(jí)別。目前微塑料指環(huán)境中粒徑小于5 mm的塑料碎片、纖維、顆粒、泡沫或者薄膜等[8]。因微塑料具有粒徑小、數(shù)量多、比表面積大、疏水性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以更易吸附環(huán)境中有機(jī)污染物與重金屬顆粒[9]，這些污染物會(huì)隨微塑料進(jìn)入水體、土壤和空氣中，這些問題導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到破壞以及對(duì)人類健康產(chǎn)生威脅[10]，現(xiàn)如今微塑料污染已被納入我國和國際海洋保護(hù)戰(zhàn)略、政策和立法[11]（例如，中國的《禁止、限制生產(chǎn)、銷售和使用的塑料制品目錄（征求意見稿）》、歐盟海洋戰(zhàn)略框架指令等）。對(duì)于各種環(huán)境介質(zhì)中的微塑料[12]而言，了解微塑料尺寸、時(shí)空分布、聚合物類型以及碎裂動(dòng)力學(xué)是了解微塑料命運(yùn)和影響的先決條件[13]。為了監(jiān)測(cè)微塑料在空間上和時(shí)間上的發(fā)展趨勢(shì)，研究人員需要開發(fā)簡單、經(jīng)濟(jì)有效和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化的方法，從而能夠有效地分離與檢測(cè)各種環(huán)境介質(zhì)中的微塑料顆粒[14]。

羅丹明B是一種常用的染色劑[15-16]，顏色呈紅色至紫羅蘭色的粉末，廣泛應(yīng)用于紡織著色[17]。同時(shí)也是一種熒光染料[18-19]，即使在低濃度下也能發(fā)出強(qiáng)烈的熒光[20-21]。Qu等[22]利用羅丹明B標(biāo)記納米聚苯乙烯顆粒，研究了ACS-22突變對(duì)納米聚苯乙烯顆粒在線蟲體內(nèi)分布和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，評(píng)估了納米塑料對(duì)環(huán)境生物的潛在毒性。因此為了追蹤環(huán)境介質(zhì)中微塑料并提高其可辨別性，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)微塑料進(jìn)行標(biāo)記是一種非常有效的方法。

本實(shí)驗(yàn)選擇4種不同類型微塑料顆粒為試驗(yàn)材料，以去離子水、乙醇為溶劑，研究羅丹明B對(duì)微塑料的著色程度；通過染料將微塑料顆粒染色成粉色或紫色，并將其在波長為365nm的紫外光下顯示熒光。為驗(yàn)證羅丹明B是否影響微塑料顆粒的檢測(cè)，對(duì)微塑料顆粒在羅丹明B染色前后的紅外光譜進(jìn)行了比較，并對(duì)染色后微塑料顆粒置于不同條件處理后的熒光穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本研究將羅丹明B染色方法應(yīng)用于環(huán)境樣品，以驗(yàn)證該方法在實(shí)際樣品染色中的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器

羅丹明B（AR），上海試劑三廠；無水乙醇（AR），遼寧泉瑞試劑有限公司；30%H2O2溶液（AR），天津大茂化學(xué)試劑廠；鹽酸、硝酸（AR），固安縣金榮化工有限公司；氯化鈉（GR）、氯化鋅（AR）、氯化鈣（AR），天津凱通試劑有限公司；硝酸纖維濾膜、尼龍濾膜、混合纖維素酯膜，上海新亞凈化器件廠。

DHG-9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵，鞏義市子華儀器有限公司；DF-Ⅱ集熱式磁力攪拌器，金壇市榮華儀器制造有限公司；WFH-203三用紫外分析儀，上海精科實(shí)業(yè)有限公司；SZ-6745體式顯微鏡，江西道美智能科技有限公司；MSE3.6P-0CE-DM電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；Spotlight400傅里葉變換紅外光譜，美國PE公司。

本實(shí)驗(yàn)中選擇了常見的4種類型塑料進(jìn)行研究：海瑟塑化聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）和聚氨酯（PU），每個(gè)樣本組都由這4種類型組成（見表1）。所研究的塑料類型為顆粒，所有塑料顆粒顏色均為透明或白色，粒徑在0.1～3mm之間，通過傅里葉紅外光譜儀和水平衰減全反射附件技術(shù)ATR-FTIR確認(rèn)每種塑料類型。

表1 微塑料的聚合物類型、尺寸范圍和顏色

1.2 染料染色實(shí)驗(yàn)

取適量微塑料顆粒放入離心管中，加入10mL 30%H2O2進(jìn)行消解，至氣泡消失，過濾消解溶液，將樣品自然風(fēng)干。向處理過后的樣品中加入用乙醇溶解的羅丹明B染料溶液和用去離子水溶解的羅丹明B染料溶液，染料濃度均為200μg mL?1，將樣品置于溫度為60℃烘箱中暗處理后，進(jìn)行真空過濾，得到染色樣品。

1.3 土壤樣品加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

本課題選擇較為常用的ZnCl2（=1.6g/cm3）、CaCl2（=1.39g/cm3）與NaCl（=1.19g/cm3）溶液作為密度浮選液，對(duì)采集的土壤樣品中微塑料進(jìn)行提取分離。具體步驟如下，將干燥后的土壤混勻取300g，樣品分為12等份。稱取適量的PE、PP、PU、PS顆粒各3份使用30%H2O2消解后，分別與25 g過篩土壤樣品置于燒杯中，并向含有不同類型聚合物的樣品中分別加入不同浮選溶液。將加入浮選液的樣品于恒溫磁力攪拌器上持續(xù)攪拌30min，靜置過夜。固液分層后，將上清液用真空過濾裝置進(jìn)行抽濾，濾膜采用纖維素濾膜。用少量去離子水多次沖洗濾器內(nèi)壁，沖洗液一并過濾，重復(fù)上述密度浮選操作3次，將載有微塑料樣品的濾膜用不銹鋼鑷子轉(zhuǎn)移至玻璃培養(yǎng)皿中。對(duì)浮選后土壤樣品，使用羅丹明B溶液添加到每個(gè)樣品中暗處理30min后，使用尼龍有機(jī)濾膜過濾剩余的溶液，經(jīng)染色后的樣品自然風(fēng)干后在波長為365nm的紫外光下進(jìn)行觀察并使用鑷子進(jìn)行挑揀。將挑揀后的樣品使用天平稱重并記錄，通過計(jì)算不同類型微塑料顆粒的回收率來選出合適浮選溶液。

1.4 熒光穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

采用乙醇為溶劑的羅丹明B染色的微塑料進(jìn)行熒光穩(wěn)定性試驗(yàn)，具體過程將微塑料顆粒暴露在不同的條件：（a）光照；（b）暗處理，以及不同的溶液；（c）飽和氯化鈉溶液；（d）氫氧化鈉溶液；（e）硝酸溶液。本實(shí)驗(yàn)中為了更好地對(duì)羅丹明B熒光穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，將染色微塑料顆粒被分別放置在5個(gè)條件中，染色微塑料顆粒自然光照以及暗處理各24h；在密度浮選過程中，通過將染色微塑料顆粒塑料浸泡在飽和NaCl溶液中24h，考察飽和NaCl溶液對(duì)其影響；使用10% NaOH與8mol/L HNO3對(duì)染色微塑料顆粒處理24h，考察NaOH與HNO3溶液對(duì)染色微塑料顆粒的影響。將經(jīng)過在不同條件處理后的樣品分別在波長為365nm紫外光下使用顯微鏡觀察并拍攝圖像，以確定微塑料是否仍具有熒光效應(yīng)。

1.5 實(shí)際土壤樣品分析實(shí)驗(yàn)

為了量化環(huán)境樣本中微塑料顆?？赡鼙蝗玖先旧某潭龋瑥凝R齊哈爾市不同區(qū)域采集了若干份土壤樣本，將土壤樣品置于電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行烘干，烘干后的大塊土壤樣品在研缽中輕微研磨，使其松散，再使用5 mm的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，過篩后的土樣貯存于鋁盒中，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

將處理后土壤樣品分別編號(hào)后，精確稱量編號(hào)后土壤樣品25g于燒杯中，用100mL量筒精準(zhǔn)稱量75mL的浮選液倒入裝有土壤樣品的燒杯，置于集熱式磁力攪拌器中，常溫?cái)嚢?0min，攪拌完成后靜置過夜直至土壤完全沉淀，將上清液用真空過濾裝置進(jìn)行抽濾。經(jīng)密度浮選后得到的土壤樣品，加入30%H2O2溶液置于烘箱中進(jìn)行消解處理，從而達(dá)到去除塑料顆粒表面微生物、有機(jī)質(zhì)及土壤中團(tuán)聚體的目的，將樣品冷卻過夜后，消解過后的土壤樣品使用真空過濾裝置過濾到纖維素濾膜上。

對(duì)消解后土壤樣品，使用羅丹明B溶液添加到每個(gè)樣品中。將樣品置于溫度為60℃烘箱中暗處理30 min后，使用尼龍有機(jī)濾膜過濾剩余的溶液，經(jīng)染色后的樣品自然風(fēng)干后使用波長為365nm的紫外光進(jìn)行檢測(cè)分析。為了防止樣品污染，在收集和過濾樣品之前，用去離子水徹底沖洗金屬篩和所有玻璃器皿，除將樣品轉(zhuǎn)移到真空過濾裝置期間，所有樣品都用鋁箔覆蓋。

1.6 微塑料顆粒檢測(cè)分析

為了照亮微塑料樣品，使用紫外光施加紫外線波長為365nm，作為微塑料顆粒發(fā)光的最佳波長進(jìn)行施用。隨后，使用顯微鏡在暗條件下觀察微塑料，并記錄微塑料的最大熒光圖像。

在實(shí)際樣品現(xiàn)場(chǎng)分析的情況下，由于樣品中還是存在無法去除的雜質(zhì)，所以使用ATR-FTIR進(jìn)行分析，以確認(rèn)實(shí)際樣品中的發(fā)光顆粒是否為微塑料顆粒。實(shí)驗(yàn)條件：波長500～4000cm-1，分辨率4 cm?1，采集光譜平均掃描32次，用PerkinElmer軟件庫搜索并匹配檢測(cè)到的光譜，并將檢測(cè)的紅外譜圖與相對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)品的紅外光譜圖進(jìn)行比對(duì)，從而判斷微塑料的類型。

2 結(jié)果與討論

2.1 微塑料顆粒染色結(jié)果

在本研究中，使用羅丹明B快速染色微塑料的方法，測(cè)試羅丹明B染色對(duì)4種不同類型聚合物的適用性。以去離子水、乙醇為溶劑，研究羅丹明B對(duì)微塑料的著色程度。圖1表示使用羅丹明B溶解在上述兩種溶劑染色4種聚合物的染色結(jié)果以及聚合物在波長為365nm紫外光下顯示出的熒光效果。

圖1 微塑料在不同溶解條件下羅丹明溶液染色前后成像圖

經(jīng)顯微鏡觀察后，檢測(cè)到大部分成功用乙醇溶解的羅丹明B進(jìn)行染色的微塑料，使用溶解在去離子水的羅丹明B溶液將PE與PP的染色顆粒染色為淡紫色，PU顆粒染色后變成淺粉色，對(duì)于PS，在使用去離子水溶解的僅有部分輪廓被染色，但其他部分的顏色變化不能輕易地被可視化。而PS可以用溶解在乙醇中的羅丹明B染色，并且可以通過增加羅丹明B的濃度和或染色時(shí)間長短來改善著色程度。因此，優(yōu)化PS顆粒染色條件對(duì)其所有聚合物顆粒的染色具有重要意義。

在羅丹明B染色過程中，使用乙醇為溶劑染色效果明顯優(yōu)于用去離子水做溶劑。特別是對(duì)于白色、透明、體積較小的微塑料，用溶解于乙醇中的羅丹明B直接染色在顯微鏡下進(jìn)行目視觀察，是一種簡便、快速的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀地表明，相對(duì)大尺寸的塑料顆粒（>1mm）在用羅丹明B染色后很容易與土壤、沙子等其他物質(zhì)區(qū)分開來。

用乙醇溶解的羅丹明B染色的微塑料在波長為365nm紫外光下觀察，以確定4種類型的聚合物是否都在365nm處紫外光范圍內(nèi)發(fā)光。圖1顯示了所研究的4種聚合物的熒光圖像，圖像結(jié)果表明，4種類型的微塑料聚合物均有明顯的熒光現(xiàn)象。

2.2 模擬土壤樣品加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果

實(shí)驗(yàn)過程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是將微塑料這一目標(biāo)物質(zhì)在土壤介質(zhì)中分離出來，因此選擇不同浮選溶劑浮選土壤中微塑料顆粒，使用羅丹明B染色的4種微塑料在波長為365nm紫外燈下觀察，并使用鑷子挑選出來，稱重并計(jì)算其回收率如表2所示，此實(shí)驗(yàn)過程中，濾膜對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響。

表2 微塑料顆粒在不同浮選液中回收率測(cè)定結(jié)果

“*”平行實(shí)驗(yàn)3組數(shù)據(jù)取平均值

表2記錄了在土壤和密度浮選液體積比為1∶3，常溫?cái)嚢?0min條件下，NaCl(aq)對(duì)不同種類塑料的回收率，PS最高，其次是PE、PP并都達(dá)到了97%以上，PU相對(duì)較差僅有70.56%；CaCl2(aq)對(duì)不同種類塑料的回收率，其中對(duì)PE、PS及PP的回收率都在97%以上，PU則剛達(dá)到90%；ZnCl2(aq)對(duì)不同種類塑料的回收率，PP和PS回收率都達(dá)到99%以上，PP和PU的回收率也都高于97%。

由于土壤組成的特殊性，想要分離土壤中的微塑料，利用微塑料與其他雜質(zhì)之間存在密度差異，從而實(shí)現(xiàn)輕組分微塑料與重組分雜質(zhì)分離是最為便利、高效的方法。因?yàn)槲⑺芰媳旧淼拿芏纫话阍?.8～1.4 g/cm3，土壤中其他雜質(zhì)的密度一般大于2g/cm3，所以使用ZnCl2浮選液能夠有效分離土壤中的微塑料。

綜上回收率結(jié)果表明，在ZnCl2浮選液中四種聚合物的回收率都大于95％，RSD值均小于2%。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程中，微塑料顆粒的損失較少不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.3 熒光穩(wěn)定性測(cè)定結(jié)果

如圖2所示，在實(shí)驗(yàn)中使用的在不同的條件（a光照和b暗處理）或不同的溶液（c飽和氯化鈉、d氫氧化鈉及e硝酸中）下，染色后的微塑料顆粒在光照與暗處理24h的條件下，其在365nm紫外光下熒光穩(wěn)定的。當(dāng)使用不同溶液處理時(shí)，微塑料顆粒熒光變得比較暗淡，根據(jù)圖2的熒光結(jié)果可知，微塑料的疏水性以及靜電相互作用吸附羅丹明B是改變熒光強(qiáng)度的主要機(jī)制，在不同處理?xiàng)l件下加入溶劑，溶劑中的無機(jī)離子可以壓縮雙電層，過多的游離無機(jī)離子可能導(dǎo)致總吸附位點(diǎn)的數(shù)量減少，使得微塑料顆粒與羅丹明B之間的靜電相互作用減小，從而導(dǎo)致微塑料顆粒的熒光強(qiáng)度減小。熒光穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，4種類型的微塑料聚合物仍保持熒光穩(wěn)定。該染色方法可應(yīng)用于標(biāo)記環(huán)境介質(zhì)中微塑料的研究。

圖2 在不同條件下對(duì)染色后微塑料顆粒的熒光穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

羅丹明B吸附在塑料表面并在紫外光下激發(fā)出熒光，通過對(duì)4種微塑料聚合物使用在乙醇中溶解的羅丹明B染色前后紅外譜圖的比較，如圖3所示聚合物紅外光譜中各官能團(tuán)的特征峰仍然存在，并且出峰位置沒有發(fā)生變化。但其特征峰強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，PE、PP和PU染色后特征峰強(qiáng)度相對(duì)降低，PS峰強(qiáng)度增加，這證實(shí)了微塑料對(duì)羅丹明B的吸附是一個(gè)物理過程。實(shí)驗(yàn)過程中羅丹明B染色對(duì)紅外光譜的影響輕微，表明該染色方法不會(huì)影響紅外光譜檢測(cè)時(shí)對(duì)微塑料的識(shí)別。

2.4 實(shí)際土壤樣品分析檢測(cè)結(jié)果

在土壤樣品中共檢出18個(gè)樣品使用羅丹明B染色，尺寸在408.8～2440.7μm之間，微塑料在土壤中的豐度為（362～720）/kg（為微塑料個(gè)數(shù)；kg為土壤干重）。它可分為3種類型：透明薄膜（圖4(a)，=9）占比52.94%，白色泡沫（圖4(b)，=3）占比17.65%以及黑色薄膜（圖4(c)，= 6）占比35.29%，黑色薄膜由于所處黑暗條件下，所以未染色的圖像不可見。在觀察和計(jì)數(shù)羅丹明B染色的顆粒后，由圖5可知，通過紅外光譜法鑒定染色顆粒，土壤樣品主要包含PE（透明薄膜）、PP（黑色薄膜）和PS（白色泡沫）聚合物。在土壤樣品中，透明薄膜和白色泡沫可以被羅丹明B染色，在波長為365nm紫外光下顯示出實(shí)際可用的熒光水平；而黑色薄膜只有部分輪廓被染色且在紫外光下激發(fā)出的熒光效應(yīng)較弱。因此羅丹明B對(duì)透明、白色的聚合物顆粒染色效果更佳，從而使得目視鑒別的結(jié)果更準(zhǔn)確。

圖4 實(shí)際樣品中微塑料顆粒染色前后圖像

圖5 實(shí)際樣品中微塑料顆粒染色前后紅外光譜對(duì)照

3 結(jié)論

（1）羅丹明B染色使所有四種評(píng)估類型的聚合物在波長為365nm范圍內(nèi)可顯示出熒光，經(jīng)羅丹明B染色后微塑料在使用不同的條件處理后的熒光強(qiáng)度較為穩(wěn)定，從而在檢測(cè)實(shí)際樣品時(shí)減小了目檢法的誤差。

（2）回收率實(shí)驗(yàn)中通過3種密度浮選液對(duì)不同種類微塑料回收率考察的結(jié)果可知，ZnCl2(aq)的回收率效果最好，對(duì)不同塑料的回收率均在97%以上，因此選擇ZnCl2(aq)作為密度浮選液，能夠?qū)ν寥乐械奈⑺芰蠘悠愤M(jìn)行有效的分離。

（3）羅丹明B染色對(duì)微塑料檢測(cè)紅外光譜無顯著影響，將該方法應(yīng)用于土壤樣品，對(duì)土壤樣品中的PE、PP（薄膜）和PS（泡沫）進(jìn)行染色，PE、PS均有較強(qiáng)熒光，PP相對(duì)于PE、PS熒光強(qiáng)度較弱。羅丹明B快速染色方法有助于觀察和跟蹤環(huán)境中微塑料顆粒，特別對(duì)白色、透明的微塑料有較好的辨別性，該方法相對(duì)簡單、經(jīng)濟(jì)、快速得到檢測(cè)結(jié)果，可以拓展至更多背景下進(jìn)行應(yīng)用。

[1] BARNES S J. Understanding plastics pollution: The role of economic development and technological research[J]. Environmental Pollution, 2019, 249(1): 812-821.

[2] MILLETTE S, WILLIAMS E, HULL C E. Materials flow analysis in support of circular economy development: Plastics in Trinidad and Tobago[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2019, 150: 104436-104444.

[3] SKOCZINSKI P, KRAUSE L, RASCHKA A, et al. Current status and future development of plastics: Solutions for a circular economy and limitations of environmental degradation[J]. Methods in Enzymology, 2021, 648: 1-26.

[4] OBEROI I S, RAJKUMAR P, DAS S. Disposal and recycling of plastics[J]. Materials Today: Proceedings, 2021, (1526): 7875-7880.

[5] LAW K L, MORET-FERGUSON S E, GOODWIN D S, et al. Distribution of surface plastic debris in the eastern Pacific Ocean from an 11-year data set[J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48(9): 4732-4738.

[6] WU X, LU J, DU M, et al. Particulate plastics-plant interaction in soil and its implications: A review[J]. Science of The Total Environment, 2021, 729: 148337-148355.

[7] THOMPSON Richard C, OLSEN Y, MITCHELL Richard P, et al. Lost at sea: where is all the plastic?[J]. Science, 2004, 304(5672): 838-838.

[8] YA H, JIANG B, XING Y, et al. Recent advances on ecological effects of microplastics on soil environment[J]. Science of The Total Environment, 2021, 798: 149338-149358.

[9] TURNER A, FILELLA M. Hazardous metal additives in plastics and their environmental impacts[J]. Environment International, 2021, 156(7): 106622-106632.

[10] 任欣偉，唐景春，于宸，等. 土壤微塑料污染及生態(tài)效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2018, 37(06): 1045-1058.

[11] COLE M, LINDEQUE P, HALSBAND C, et al. Microplastics as contaminants in the marine environment: A review[J]. Marine Pollution Bulletin, 2011, 62(12): 2588-2597.

[12] YANG L, ZHANG Y, KANG S, et al. Microplastics in soil: A review on methods, occurrence, sources, and potential risk[J]. Science of The Total Environment, 2021, 780: 146546-146566.

[13] HARMS I K, DIEKTTER T, TROEGEL S, et al. Amount, distribution and composition of large microplastics in typical agricultural soils in Northern Germany[J]. Science of The Total Environment, 2020, 758: 143615-143623.

[14] VERMEIREN P, MUOZ C, IKEJIMA K. Microplastic identification and quantification from organic rich sediments: A validated laboratory protocol[J]. Environmental Pollution, 2020, 262: 114298-114310.

[15] TONG H, JIANG Q, ZHONG X, et al. Rhodamine B dye staining for visualizing microplastics in laboratory-based studies[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2021, 28(4): 4209-4215.

[16] KANG H, PARK S, LEE B, et al. Modification of a Nile Red staining method for microplastics analysis: A Nile Red plate method[J]. Water, 2020, 12(11): 3251-3263.

[17] LABBE A B, BAGSHAW C R, UTTAL L. Inexpensive adaptations of basic microscopes for the identification of microplastic contamination using polarization and Nile Red fluorescence detection[J]. Journal of Chemical Education, 2020, 97(11): 4026-4032.

[18] LV L, QU J, YU Z, et al. A simple method for detecting and quantifying microplastics utilizing fluorescent dyes-Safranine T, fluorescein isophosphate, Nile red based on thermal expansion and contraction property[J]. Environmental Pollution, 2019, 255: 113283-113294.

[19] NEL H A, CHETWYND A J, KELLEHER L, et al. Detection limits are central to improve reporting standards when using Nile red for microplastic quantification[J]. Chemosphere, 2021, 263: 127953-127962.

[20] MA C, LI L, CHEN Q, et al. Application of internal persistent fluorescent fibers in tracking microplastics in vivo processes in aquatic organisms[J]. Journal of Hazardous Materials, 2020, 401: 123336-123361.

[21] KARAKOLIS E G, NGUYEN B, YOU J B, et al. Fluorescent dyes for visualizing microplastic particles and fibers in laboratory-based studies[J]. Environmental Science & Technology Letters, 2019, 6: 334-340.

[22] QU M, XU K, LI Y, et al. Using acs-22 mutant Caenorhabditis elegans to detect the toxicity of nanopolystyrene particles[J]. Science of The Total Environment, 2018, 643: 119-126.

Determination of microplastics in soil by Rhodamine B rapid staining method

ZHANG Wan-wan，ZHENG Yong-jie，TIAN Jing-zhi

(College of Chemistry and Chemical Engineering, Qiqihar University, Heilongjiang Qiqihar 161006, China)

Microplastics were quickly stained with Rhodamine B, which showed fluorescence under UV light at a wavelength of 365nm, thus separating microplastics in the soil medium. PE, PP, PU and PS were selected as test materials, and ethanol and deionized water were used as solvents to study the coloring ability of Rhodamine B. The fluorescence stability of microplastics under different conditions was evaluated. The results showed that ethanol was the best solvent to dissolve Rhodamine B. Rhodamine B staining had no significant effect on the recognition of microplastics. The fluorescence of microplastics under different conditions is still stable. In the spiked recovery experiment, ZnCl2flotation solution had a good separation effect on microplastics in soil. The recoveries of PE and PS were above 99%, and the recoveries of PP and PU were above 97%. The recoveries of the same group were stable, and the RSD values were all less than 2%.

microplastics；Rhodamine B；dyeing；infrared spectrum；ultraviolet light

2021-10-19

黑龍江省教育廳基本業(yè)務(wù)項(xiàng)目（135309109）

張萬萬（1997-），男，山東德州人，碩士，主要從事土壤中污染物分析研究，1324294037@qq.com。

X505;X833

A

1007-984X(2022)02-0077-07