发布时间:2025-12-11 热度:10
微塑料作为一种体积极小、来源复杂且难以肉眼识别的污染物,正广泛出现在水体、土壤、大气以及食品、消费品等多类场景中。随着研究不断深入,各国监管机构、科研实验室和企业质控部门越来越重视微塑料检测,以掌握其类型、数量和潜在风险。在实际工作中,“检测方法”是微塑料分析的核心环节,不同的方法会影响检测下限、识别准确性以及最终的评估结果。但由于微塑料本身具有形态多变(颗粒、纤维、薄片等)、种类丰富(PET、PP、PVC、PE 等)、尺寸跨度大(毫米级到几十微米甚至纳米级),因此检测方法也多种多样。

01 光学显微镜检测
光学显微镜是最基础也是最普及的检测方法,主要用于观察微塑料的外观,包括:
颗粒的大小
形状,如球状、片状、纤维状
颜色差异
表面粗糙度或破碎程度
其优势在于成本较低、操作直观、可快速进行初筛。但光学方法无法准确判断材质,因此常作为其它分析技术的前置步骤。对于较大颗粒(如大于 100 μm)的样品,显微镜仍然是极其重要的基础工具。
02 FTIR 光谱分析
傅里叶红外光谱(FTIR)因其高准确度和国际认可度,被视为微塑料材质鉴定的主流标准。其原理是不同塑料在红外光照射下有特定的吸收峰,形成独特的“指纹图谱”。特点包括:能明确识别聚合物类型、可同时进行定性与部分定量分析、可与显微成像结合,实现自动扫描。FTIR 特别适用于 大于 20–50 μm 的颗粒。在法规制定、科研监测与企业质控中,FTIR 是最常被采用的方法之一。
03 拉曼光谱分析
拉曼光谱(Raman)与 FTIR 类似,也用于识别聚合物的分子结构,但在某些方面更适合处理更小尺寸的微塑料。主要优势:可检测更微小的颗粒,可低至数微米;分辨率高,可区分一些 FTIR 难以区分的塑料;可与显微镜组合进行精细扫描。但拉曼在处理颜色深、荧光强的样品时可能出现干扰,需要经验丰富的操作与优化。
04 热裂解气相色谱/质谱
对于非常复杂或颗粒无法分离的样品,如污泥、食品、沉积物等,热裂解气相色谱质谱(PyGC/MS)是一种强大的工具。其原理是:把样品加热分解 → 分离裂解产物 → 通过质谱分析确认聚合物种类。
适用优势:
可识别微塑料成分,即使颗粒不可见
能进行总量定量
对复杂基质特别有效
缺点则是无法观测颗粒的形态、尺寸与数量,属于材料成分分析类方法。
05 密度分离与过滤
在检测前,大多数样品需要经历预处理,常见方法包括:
密度分离:利用塑料与其他物质密度不同,将微塑料漂浮或沉降分离出来。
过滤:用不同孔径的滤膜捕获不同尺寸的微塑料颗粒。
这些方法不属于“分析技术”,但在整个检测流程中占据非常关键的位置,因为它们决定了检测能否顺利进行,也是控制误差的重要环节。
06 化学预处理
为了去除样品中的有机物、油脂、蛋白质或植物残渣,需要使用如:酶解法、过氧化氢氧化法、酸碱处理法。这些步骤旨在让微塑料颗粒“从杂质中释放出来”。适当的预处理能够提高光谱分析方法的准确性。
07 自动化成像与 AI 识别
随着样品数量增多,人工观察显微图像的效率已跟不上需求。因此,自动化成像系统和基于 AI 的图像识别技术正成为新的趋势。它们可以自动完成:颗粒识别、尺寸统计、形态分类、颜色分析。再结合 FTIR 或拉曼自动匹配矩阵,可实现高通量微塑料检测,大幅提高效率并减少人为误差。
微塑料检测方法呈现多样化、组合式的技术体系,不同方法针对不同尺寸、材质、形态的微塑料颗粒,并各自具有优势和限制。通常情况下,检测流程并不会只采用一种技术,而是“预处理 + 光学观察 + 光谱分析 + 必要时的热解析”的综合方法。例如,用过滤和密度分离提取样品,再用显微镜观察形态,接着用 FTIR 或拉曼确定材质,必要时引入 PyGC/MS 进行成分验证。这种多技术协同的模式,使微塑料检测既具有可视化能力,又具备材料识别和定量分析的可靠性。
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