微塑料检测:如何科学精准识别环境中的隐形威胁

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微塑料检测:如何科学精准识别环境中的隐形威胁

概括

微塑料(Microplastics)是指直径小于5毫米的塑料颗粒或纤维,广泛存在于空气、土壤、水体以及生物体内。随着塑料污染问题日益严重,微塑料的检测逐渐成为环境监测的重点。微塑料不仅对生态环境造成威胁,还可能通过食物链影响人类健康。科学研究表明,这些细小的塑料颗粒在自然环境中极难降解,长时间存在可能会对生态系统和生物体造成潜在危害。为了解决这一问题,精准的微塑料检测成为了现代环境保护中的一项关键技术。

检测样品

微塑料的检测样品可以来自多个环境领域,包括水体、空气、土壤及生物体等。不同类型的样品需要采取不同的采集和处理方法:

  • 水体样品:水样采集一般通过水面过滤或沉积物采集来获得,采样方法依据水体流速和水深的不同可能有所调整。
  • 空气样品:空气中的微塑料颗粒通常通过空气采样器或沉降装置进行收集,这些方法能有效捕捉空气中的微粒。
  • 土壤样品:土壤样品需要挖掘一定深度的土壤并通过多步处理提取微塑料颗粒。
  • 生物体样品:包括从水生生物或陆生动物体内提取组织样本,通过解剖分析检出微塑料的存在。

微塑料的检测工作中,样品的选择及采集方法是首要考虑的因素。

检测项目

微塑料检测项目通常包括颗粒的形态、大小、数量以及类型分析。常见的检测项目包括:

  • 颗粒大小分布:通过筛网过滤等技术手段,分析微塑料颗粒的大小分布,通常以直径为标准进行分类。
  • 颗粒形态分析:微塑料可以呈现多种形态,如球形、纤维形、片状等,不同形态的微塑料可能对环境和生物体产生不同的影响。
  • 材料成分分析:通过红外光谱、拉曼光谱等技术,分析微塑料颗粒的聚合物类型,常见的有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等。
  • 微塑料污染浓度:对不同环境中的微塑料浓度进行量化分析,评估污染的严重性。

这些检测项目为环境科学家提供了了解微塑料污染状况的详细数据,并为污染治理提供依据。

检测仪器

微塑料的检测需要依赖先进的仪器设备。以下是一些常用于微塑料检测的仪器:

  • 显微镜:光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)可以用来观察微塑料颗粒的形态和大小,尤其是微小颗粒的识别。
  • 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR):FTIR可以对微塑料颗粒的化学成分进行定性分析,是识别微塑料种类的常用技术。
  • 拉曼光谱仪:拉曼光谱仪可用于分析微塑料的分子结构,具有较高的分辨率,能有效识别不同的塑料类型。
  • 热重分析仪(TGA):通过热重分析,能够评估微塑料样品的热稳定性,进一步判断其物理化学性质。

这些仪器的结合使用,为微塑料检测提供了强大的技术支撑,使得检测结果更加精确可靠。

检测方法

微塑料的检测方法多种多样,常见的包括以下几种:

  • 筛分法:通过不同孔径的筛网进行物理分选,提取出符合微塑料颗粒大小范围的样本。
  • 密度分离法:利用微塑料和其他物质(如土壤、沙粒等)密度不同的特点,通过液体的密度差异进行分离。
  • 化学处理法:通过酸碱处理、过氧化氢等化学试剂将样品中的有机物分解,残留的微塑料颗粒则被提取出来。
  • 光谱分析法:使用FTIR或拉曼光谱分析对提取的微塑料进行成分分析,是常用的定性检测手段。

这些检测方法为科学家提供了对环境中微塑料的高效筛查手段,并且可以根据实际情况选择合适的方法组合,确保结果的准确性与可比性。

检测标准(部分)

《 T/FJEMIA 9-2023 海水和沉积物中微塑料测定 》标准简介

  • 标准名称:海水和沉积物中微塑料测定
  • 标准号:T/FJEMIA 9-2023
    中国标准分类号:Z10/N771
  • 发布日期:2023-11-03
    国际标准分类号:01.020
  • 实施日期:2023-11-03
    团体名称:福建省环境监测行业协会
  • 标准分类:综合、术语学、标准化、文献N 水利、环境和公共设施管理业
  • 内容简介:

    本标准规定了利用傅立叶变换显微红外光谱法测定海洋环境中微塑料的术语和定义、方法原理、试剂及配制、仪器和设备、样品采集与保存、测定步骤、结果分析与计算、测定范围、精密度和准确度及质量控制等。本标准适用于海水和沉积物中微塑料的测定。

《 T/STXH 04-2024 地下水微塑料采样监测技术导则 》标准简介

  • 标准名称:地下水微塑料采样监测技术导则
  • 标准号:T/STXH 04-2024
    中国标准分类号:Z13/M746
  • 发布日期:2024-09-06
    国际标准分类号:13.020.99
  • 实施日期:2024-09-06
    团体名称:江苏省生态学会
  • 标准分类:环保、保健和安全M 科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    本导则适用地下水中微塑料的采样监测

    本导则规定了地下水中微塑料采样监测的方法,包括采样前准备、样品采集、保存与流转、样品测定、质量保证和质量控制等的技术要求,为规范开展地下水微塑料调查监测提供关键技术支撑,确保数据的准确、有效、可比。

《 DB37/T 4684-2023 海滨滩涂微塑料监测技术规范 》标准简介

  • 标准名称:海滨滩涂微塑料监测技术规范
  • 标准号:DB37/T 4684-2023
    中国标准分类号:A45
  • 发布日期:2023-12-28
    国际标准分类号:13.020.01
  • 实施日期:2024-01-28
    技术归口:山东省海洋标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:山东省市场监督管理局
  • 标准分类:环保、保健和安全环境和环境保护综合水利、环境和公共设施管理业山东省
  • 内容简介:

    地方标准《海滨滩涂微塑料监测技术规范》,主管部门为山东省市场监督管理局。本文件规定了海滨滩涂微塑料监测的外业调查、实验室分析、丰度计算、成果和报告编写等方面的内容和要求。本文件适用于砂质(砂、砾、粗砾)和淤泥质(淤泥、粉砂、黏土)海滨滩涂微塑料监测。

《 T/LNEMA 002-2023 城市河道中微塑料的测定 傅里叶变换微红外光谱法 》标准简介

  • 标准名称:城市河道中微塑料的测定 傅里叶变换微红外光谱法
  • 标准号:T/LNEMA 002-2023
    中国标准分类号:N771
  • 发布日期:2023-09-27
    国际标准分类号:13.060.01
  • 实施日期:2023-10-27
    团体名称:辽宁省环境监测协会
  • 标准分类:N 水利、环境和公共设施管理业环保、保健和安全
  • 内容简介:

    该标准确定了《城市河道中微塑料的测定傅里叶变换微红外光谱法》采样、前处理和测定方法,内容较完整,采用的仪器和方法正确,具有一定的实用性和可操作性

《 T/CSTM 00217-2022 景观环境用水中微塑料的测定 傅里叶 变换显微红外光谱法 》标准简介

  • 标准名称:景观环境用水中微塑料的测定 傅里叶 变换显微红外光谱法
  • 标准号:T/CSTM 00217-2022
    中国标准分类号:Z16/M746
  • 发布日期:2022-02-21
    国际标准分类号:13.160
  • 实施日期:2022-05-21
    团体名称:中关村材料试验技术联盟
  • 标准分类:M 科学研究和技术服务业环保、保健和安全
  • 内容简介:

    本文件规定了傅里叶变换显微红外光谱法测定景观环境用水中微塑料的术语和定义、方法原理、仪器设备与试剂、测试样品制备、测定步骤、结果分析与计算等本文件适用于景观环境用水中尺寸范围在50μm-5mm之间的微塑料的形状、颜色、尺寸、数量和聚合物种类的测定其他水环境中微塑料的测定可参考本方法本文件规定了傅里叶变换显微红外光谱法测定景观环境用水中微塑料的术语和定义、方法原理、仪器设备与试剂、测试样品制备、测定步骤、结果分析与计算等

    本文件适用于景观环境用水中尺寸范围在50μm-5mm之间的微塑料的形状、颜色、尺寸、数量和聚合物种类的测定

    其他水环境中微塑料的测定可参考本方法

《 DB21/T 2751-2017 海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法 》标准简介

  • 标准名称:海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法
  • 标准号:DB21/T 2751-2017
    中国标准分类号:Z51
  • 发布日期:2017-02-23
    国际标准分类号:13.020.40
  • 实施日期:2017-03-23
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:辽宁省质量技术监督局
  • 标准分类:环保、保健和安全农、林、牧、渔业辽宁省污染、污染控制和保护
  • 内容简介:

    地方标准《海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法》,主管部门为辽宁省质量技术监督局。

《 DB37/T 4323-2021 海水增养殖区环境微塑料监测技术规范 》标准简介

  • 标准名称:海水增养殖区环境微塑料监测技术规范
  • 标准号:DB37/T 4323-2021
    中国标准分类号:A45
  • 发布日期:2021-03-11
    国际标准分类号:07.060
  • 实施日期:2021-04-11
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:山东省市场监督管理局
  • 标准分类:数学、自然科学地质学、气象学、水文学农、林、牧、渔业山东省
  • 内容简介:

    地方标准《海水增养殖区环境微塑料监测技术规范》,主管部门为山东省市场监督管理局。

《 GH/T 1378-2022 农田地膜源微塑料残留量的测定 》标准简介

  • 标准名称:农田地膜源微塑料残留量的测定
  • 标准号:GH/T 1378-2022
    中国标准分类号:Z10
  • 发布日期:2022-11-24
    国际标准分类号:13.020
  • 实施日期:2023-01-01
    技术归口:中华全国供销合作总社天津再生资源研究所
  • 代替标准:
    主管部门:中华全国供销合作总社
  • 标准分类:环保、保健和安全污染环境和公共设施管理业供销合作GH 供销合作水利、环境和公共设施管理业保健和安全环保环境保护水利污染控制和保护
  • 内容简介:

    行业标准《农田地膜源微塑料残留量的测定》由中华全国供销合作总社天津再生资源研究所归口上报,主管部门为中华全国供销合作总社。本文件规定了农田土壤中地膜源微塑料残留量的测定方法。本文件适用于农田土壤中轮廓尺寸范围为0.5mm~5.0mm地膜源微塑料残留量的测定,以浓度表示时,测定下限为1.00mg/kg。本文件适用于聚乙烯类地膜源微塑料残留量的测定,不适用生物降解农用地膜源微塑料残留量的测定。

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结语

微塑料作为一种环境污染新型物质,已经成为全球范围内关注的焦点。科学精准的检测不仅能够揭示微塑料在环境中的分布和浓度,还能够帮助我们更好地理解其对生态系统和生物体的潜在威胁。随着检测技术的不断进步,微塑料污染的监测和治理将变得更加科学和高效。未来,我们有理由相信,科技的力量将在微塑料治理上发挥越来越重要的作用,推动我们走向更加清洁和可持续的环境。

结语

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