基于显微拉曼光谱的微塑料定量分析研究

摘要：

微塑料在环境中分布广泛,具有潜在的健康暴露风险,开发一种准确可靠的监测方法十分必要.研究了两种基于拉曼光谱的微塑料定量分析方法.一是悬浮液中微塑料质量浓度的定量分析,通过拉曼光谱测定加入定量二氧化硅进行标定后的不同浓度微塑料悬浮液特征峰强度,探究微塑料悬浮液特征峰强度与质量浓度之间的关系,结果表明微塑料质量浓度与标定后的特征峰强度具有良好的相关性(R2=0.96),但此方法需要提前收集环境中的微塑料并采用搅拌与超声振荡等方法进行处理以制备测量所需的悬浮液样品,测量前需采用定标物质对悬浮液特征峰强度进行标定,以及在微塑料浓度高时无法完全悬浮所有的微塑料从而导致测量效果不佳等问题均会降低该方法的实用性.二是滤膜表面上微塑料质量的定量分析,通过气溶胶发生器产生微塑料气溶胶,并将其收集在滤膜表面,通过拉曼光谱面扫描模式测定滤膜上微塑料样品的特征峰以确定微塑料样品的存在状态,从而探究沉积在滤膜表面的微塑料气溶胶样品的峰识别频率与微塑料质量之间的相关性,结果表明微塑料气溶胶样品的峰识别频率与质量之间具有较好的相关性(R2=0.95).传统采样方法使得微塑料样品在滤膜上大面积分布且分布不均匀,以及测量区域占比太小导致较大相对测量误差(2％～6％)的出现.该研究在保持样品表面沉积密度不变的情况下采用气溶胶微浓缩技术采样,缩小样品沉积面积,减少微塑料样品的收集量,提高测量区域占比.结果表明,采用气溶胶微浓缩技术可以有效提高微塑料气溶胶样品的峰识别频率与质量之间的相关性(R2=0.97),相对测量误差也降低至2％～4％.该方法不需要微塑料悬浮液制备与定标等繁琐的操作,可将空气中的微塑料直接收集到滤膜表面进行微塑料的定量分析,减少测量所需的时间,有望应用于环境中微塑料颗粒的实时监测.

关键词：微塑料、拉曼光谱、定量

所属期刊栏目：43

分类号：X803.2

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项资金项目

在线出版日期：2023-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1645-1650