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塑料在全球范圍內(nèi)的**使用,給人們帶來方便的同時(shí)也給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染。微塑料具有顆粒小、易漂浮擴(kuò)散等特點(diǎn),已經(jīng)成為一種新型的污染物。隨著人類活動(dòng)的遷移,微塑料逐漸向海洋聚集。這些微塑料可通過本身或吸附有機(jī)物對(duì)生物健康造成危害。對(duì)于人體來說,微塑料會(huì)吸附有機(jī)污染物和重金屬等物質(zhì),對(duì)腸道、呼吸道等**造成危害。
海鹽生產(chǎn)**的生產(chǎn)原料就是海水,近年來監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,海洋表層漂浮物逐年上漲,這些漂浮物含有大量微塑料。在海鹽的制造過程,將海水變?yōu)辂u水,而后進(jìn)行洗滌,去除雜質(zhì)、不溶物。此時(shí)鹽呈漿狀,再通過離心機(jī)的高度旋轉(zhuǎn),把多余的水分甩出去,此過程后,鹽中含有3%的水分。加碘后,通過干燥將鹽中的水分控制在0.5%以下(國(guó)家**鹽標(biāo)準(zhǔn)),再進(jìn)行篩分,將顆粒稍大的鹽排除,就可以進(jìn)行包裝??偨Y(jié)來說,食鹽的生產(chǎn)是一個(gè)多次“蒸發(fā)”和“過濾”的過程。海鹽中的微塑料除了源于海水,也有可能來自鹽的加工過程。
微塑料的檢測(cè)方法主要采用法、拉曼紅外光譜法、質(zhì)譜法等。紅外光譜法和拉曼光譜法是微塑料分析中*常見的方法。其中,傅里葉紅外光譜法應(yīng)用于微塑料的檢測(cè)具有不破壞樣品,處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。建立標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紅外譜圖數(shù)據(jù)庫(kù),利用計(jì)算機(jī)軟件將得到的目標(biāo)樣本光譜與標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行對(duì)比,可以識(shí)別出特定微塑料的類型。
以日常生活中應(yīng)用***的6種塑料樹脂聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚氯乙烯(PolyvinylChloride,PVC)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PolyethyleneTerephthalate,PET)、聚酰胺/尼龍(Polyamide,PA)為典型,建立紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫(kù),利用計(jì)算機(jī)軟件將得到的食鹽樣本光譜與譜庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證紅外光譜儀在微塑料檢測(cè)中的應(yīng)用效果,掌握食鹽中微塑料的含量。
精制食鹽過濾
普通本身比較潔凈,溶解后不含雜質(zhì)或者雜質(zhì)含量較少,對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果沒有影響,可直接過濾檢測(cè)。市場(chǎng)購(gòu)得的不同品牌的食鹽和食用海鹽,分別稱取360g(精確到0.1g),加2000mL超純水,放入超聲清洗器中溶解,此時(shí)溶液為50%食鹽溶液,待樣品完全溶解后,選取合適的濾膜過濾。
粗制食用海鹽凈化洗脫
粗制海鹽在制樣時(shí)需要經(jīng)過消解,而處于30%~40%的過氧化氫溶液消解效果理想,但是消解較緩慢,耗費(fèi)時(shí)間久,因此可使用蛋白酶K加速消解過程。選取40℃,30%H2O2,蛋白酶K作用下消解2h,加熱24h,來凈化存在于樣品溶液中的干擾物質(zhì)。超聲溫度30℃,20min洗脫樣本。
粗制食用海鹽(自然海鹽、大粒腌菜海鹽),樣品溶解后有干擾微塑料分析的生物質(zhì)、無(wú)機(jī)或有機(jī)材料,見圖1;海鹽的種類和工藝不同,所含的雜質(zhì)情況不同,自然海鹽沙粒雜質(zhì)比較明顯;大粒腌制海鹽有機(jī)質(zhì)與塵土雜質(zhì)比較明顯;精制海鹽溶液透亮澄清,無(wú)肉眼可見外來雜質(zhì)。需使用不同的方法凈化。
紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫(kù)的建立
紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫(kù)的建立以6種塑料樹脂PS、PVC、PE、PP、PET及PA標(biāo)準(zhǔn)品為材料,選用顯微ATR模式進(jìn)行信息采集,建立紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜,以驗(yàn)證紅外光譜儀在微塑料檢測(cè)中的應(yīng)用效果。
6種塑料樹脂PS、PVC、PE、PP、PET和PA標(biāo)準(zhǔn)品紅外光譜標(biāo)準(zhǔn)圖譜如圖2。
紅外光譜測(cè)定食鹽樣品
(1)光譜檢測(cè)。制備食鹽陽(yáng)性模擬樣品,將按照樣品處理步驟進(jìn)行處理后的濾液,用干燥箱干燥后還原成食鹽顆粒,并規(guī)定為空白樣品??瞻讟悠分懈魈砑?0個(gè)顆粒的6種微塑料,混合均勻,每組平行6次。將食鹽樣品和陽(yáng)性模擬樣品再按照本試驗(yàn)方法樣品處理步驟進(jìn)行處理,選用顯微ATR模式進(jìn)行信息采集。
(2)匹配度檢測(cè)。匹配度可以用來衡量待測(cè)物質(zhì)的紅外光譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜的相似度,食鹽中微塑料檢測(cè)以PS、PVC、PE、PP、PET和PA微塑料為標(biāo)準(zhǔn)品,將樣品譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比對(duì)。
光譜檢測(cè)處理后的樣品進(jìn)行紅外光譜檢測(cè),結(jié)果顯示,食鹽樣品中未發(fā)現(xiàn)微塑料顆粒,可能是所選食鹽的原料產(chǎn)地環(huán)境微塑料污染輕微,或者所選食鹽的生產(chǎn)過程中凈化工藝先進(jìn),導(dǎo)致其不含微塑料。食鹽陽(yáng)性模擬樣品6組檢出數(shù)據(jù)如表1,結(jié)果顯示,本方法的回收率在74%~96%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(n=6)為9.73%。
與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比對(duì)。結(jié)果顯示,6種微塑料的匹配度均大于74%,結(jié)合樣本實(shí)際情況可將70%作為匹配度確認(rèn)條件,具體見圖3。
結(jié)論與討論
通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)于食鹽中微米級(jí)微塑料的檢測(cè),所選樣品經(jīng)凈化、洗脫后檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)微塑料顆粒。食鹽陽(yáng)性模擬樣品檢驗(yàn)結(jié)果顯示,本方法的回收率在74%~96%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(n=6)為9.73%,得到的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比對(duì),結(jié)果顯示6種微塑料的匹配度均大于74%。
這證明紅外光譜紅外光譜法可檢測(cè)食鹽中的微塑料,此方法操作簡(jiǎn)便,回收率高。布魯克光譜在檢測(cè)微塑料有較為完整的顯微紅外光譜解決方案。
傅立葉變換顯微紅外技術(shù)
直接測(cè)試法
取適量待測(cè)固體顆粒固定在標(biāo)準(zhǔn)載物片或ATR附件上測(cè)試
金剛石壓池法
取適量待測(cè)固體顆粒置于金剛石片中間,蓋上另一篇金剛石片后旋轉(zhuǎn)金剛石片將待測(cè)固體顆粒壓平,制成透明薄膜進(jìn)行測(cè)試。