坐标北京/广州-专家带你了解城市环境中的新型污染物——“微塑料”

近日，一则《科学家证实血液中存在微塑料》的新闻登上了热搜，也使得这种新型污染物微塑料引起广泛的关注。这篇刊登在Environment international（IF=9.355）上的文章中选取了22名健康志愿者的全血，分析了>700nm尺度的微塑料，其中PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE（聚乙烯）PS（聚苯乙烯）占比最 高，其次是PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，PP（聚丙烯）检出但低于定量限。此次研究样本中血液中微塑料含量的中位值是1.6ug/ml，这意味着血液系统中微塑料的存在，所以弄清楚微塑料在人体中的暴露毒性是目前非常必要的。

用于检测微塑料的方法多种多样，上述材料中所用到的为热裂解气相色谱质谱联用方法(Py-GC/MS)，这种方法能够鉴别出微塑料的种类，同时能够给出定量信息。但是对于单个微塑料的尺寸，种类和形态信息，往往缺乏具体的表征方法。

多年来，赛默飞的科学家们与国内环境领域的研究人员一起致力于发现微塑料、了解微塑料的形成机理及潜在危害。早在2018年，Thermo Scientific™ Nicolet™ iS5 FTIR 光谱仪就跟随南极科考船 “雪龙号”登上南极发现了南极冰川上环境微塑料的存在。

如今，随着塑料制品的普及和大量使用，微塑料早已渗透到我们环境方方面面，无处不在。Thermo Scientific™ Nicolet™ iN10 红外成像显微镜和Thermo Scientific™ DXR™3xi 拉曼成像显微镜是分析微塑料的利器，将帮助大家更多的了解真实的微塑料世界。

Nicolet™ iN10 红外成像显微镜                                  DXR™3xi拉曼成像显微镜

用户案例分享

近期，中国水利水电科学研究院教授级高工高博课题组通过红外成像显微镜（Thermo Scientific™ Nicolet™ iN10）和拉曼成像显微镜（Thermo Scientific™ DXR™3xi），对北京市环境介质（水、沉积物、道路土壤）中的微塑料丰度、粒径、材质进行了识别。研究发现，微塑料广泛存在于城市环境中，且以较小粒径（＜500μm或＜300μm）赋存，对城市生态环境和人类健康均具有一定潜在风险。

通过对北京市河流（沙河）在解冻前后表层水和沉积物中微塑料的赋存特征与污染风险的研究，发现河流解冻后微塑料丰度会明显增加。其中，表层水中微塑料的平均丰度从1772±1668个/m3增加到3877±2517个/m3，沉积物则从4776±4817个/kg增加到14004±5371个/kg。此外，河流解冻过程也丰富了微塑料的多样性（聚合物类型和形貌特征）。值得注意的是，解冻前后沙河中的微塑料均以小粒径（＜300μm）为主，且解冻后小粒径的占比更加显著。污染风险评价结果表明，解冻后河流受到的微塑料污染风险上升，但仍处于低风险级别。相关文章发表于Science of the Total Environment（IF=7.963）。

图为北京城市河流解冻前后水体及沉积物中微塑料赋存特征

通过对北京核心城区道路土壤的分析研究发现，微塑料广泛存在 (22001.67 ± 24482.34 个/kg)，丰度范围为5355.36–124086.13个/kg。城区道路土壤中微塑料的分布存在极高的空间异质性，丰度最 大值出现在主要的的商业区和旅游区。检出的微塑料以< 500 μm的粒径为主，占比为88.06%。微塑料主要以形貌为颗粒状或片状的PP和PE赋存于路边土壤中，并具有较高的稳定性和破碎程度。城区道路土壤微塑料稳定性和破碎性分析发现较大粒径的微塑料（500–5000 μm）将破碎成稳定性更高的小粒径微塑料（< 500 μm），从而造成小粒径微塑料在城区环境中的进一步累积，对城市生态环境和人类健康存在潜在风险。相关文章发表于Environmental Pollution（IF=8.071）。

图为微塑料的空间分布图及微塑料的赋存特征

华南理工大学的老师通过对广东一个电子垃圾拆解厂地区分析，分析表明相较于控制点和果田，所有的采样点都检测到了较高含量的微塑料，个数分布范围为3570±688 到19900±3380个Kg-1。通过显微红外光谱Thermo Scientific™ Nicolet™ iN10 MX的颗粒物向导功能，能够快速定位微塑料颗粒，确定每个颗粒的尺寸，自动收集样品的光谱信息和背景信息。通过识别并分类能够把微塑料的长度，宽度，个数和种类分离出来。如下图所示，粉色标记点为赛默飞显微红外自动标记点位，微塑料颗粒的定位坐标点，塑料种类，匹配度，面积、长宽高都能显示在结果中。同时每一个微塑料的红外光谱也可以呈现在结果页面上。

采用Thermo Scientific™ Nicolet™ iN10的颗粒物向导功能自动等位微塑料。不同颜色微塑料标记为不同种类塑料

以上文献中的实验数据均使用赛默飞世尔科技（中国）有限公司的仪器。显微拉曼和显微红外光谱仪是目前学术界及监测领域比较通用的微塑料检测手段，其具有快速成像、检测灵敏度高的优势，可区分不同种类的微塑料，满足您对微塑料颗粒大小数量统计，成分分析，溯源分析和毒性分析等不同需求。