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兩篇環境塑料研究發表一區Top期刊，分析技術竟是“它”！
導讀
近日，島津分析中心與華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室施華宏教授課題組合作，通過采集沿海、河口和湖泊等地區大量環境塑料碎片，使用Py-GCMS技術分析了塑料碎片中富集的多類添加劑含量，深入研究了環境塑料碎片及其裂紋的分類、表征和評估體系。其研究成果相繼發表在環境領域知名期刊《Journal of Hazardous Materials》和《Environmental Science & Technology》上（均為一區TOP期刊）。
什么是塑料碎片及微塑料
塑料制品，在我們的日常生活中使用非常的普遍。當被遺棄后在自然環境中經歷風吹日曬逐漸變小，形成了塑料碎片，甚至是微塑料。微塑料是目前環境學科研究的前沿熱點之一。它又被稱為海洋中的PM2.5，一般定義為尺寸小于5mm的塑料顆粒、微纖維、泡沫塑料或者薄膜等。微塑料可分為初級微塑料和次級微塑料。在2016年召開的第二屆聯合國環境大會上，微塑料的污染被列入環境與生態學科的第二大科學問題。
塑料碎片及微塑料的危害
塑料碎片及微塑料通過各種途徑進入環境，在海洋、高原中均被檢測出，最后通過食物鏈被人體吸收。微塑料對人體的危害主要包括直接攝入、微塑料中本身含有的添加劑、微塑料吸附的有機污染物等。
圖1. 塑料碎片及微塑料的危害
塑料碎片及微塑料的研究難點
由于環境介質的復雜，顆粒分布的不均一，采樣和前處理方法的不統一，使得塑料碎片及微塑料分析具有較大的不確定性，這也阻礙了研究機構和決策部門對這一新污染物的常規檢測。
Py-GCMS，島津高效應對之道
Py-GCMS因具有前處理簡便、樣品用量少、節省溶劑、分離效能高、分析速度快等特點，可用于塑料碎片中添加劑及吸附的有毒有害物質分析。
圖2. 島津Py-GCMS聯用系統（GCMS-QP2020_NX+ EGA-PY-3030D+AS-1020E）
案例分享I：鄰苯二甲酸酯、溴類阻燃劑分析
在《Journal of Hazardous Materials》（IF 14.224/Q1）論文中，作者選取了崇明島地區、長江口南支地區和杭州灣地區三個區域作為研究對象，使用島津Py-GCMS分析了長江口塑料碎片中鄰苯二甲酸酯（PAEs）和多溴二苯醚（PBDEs）的濃度和空間分布情況。其中，塑料碎片中PAEs的濃度分布在26.8 ~ 4241.8 μg/g之間，最高濃度的點位位于長江口南支。DEHP是最主要的鄰苯二甲酸酯類污染物，其次是DIBP和DBP。PBDEs的檢出率相對較低。通過分析研究，為調查區域的污染水平提供了詳實的數據，并進行了生態風險評價，揭示了該調查區域受到添加劑和微塑料的中度污染。有必要加強塑料垃圾的管控和治理。
圖3. 7種鄰苯二甲酸酯 (DIBP, DBP, BBP, DEHP, DNOP, DINP, DIDP)總離子流圖
圖4. 溴類阻燃劑質量色譜圖舉例
圖5. 長江口塑料碎片和沉積物中PAEs和PBDEs的濃度和空間分布規律
（備注: 圖片來源Deng, H. et al. Journal of hazardous materials 2021, 409, 124937.）
案例分享II：抗氧化劑、紫外線穩定劑、塑化劑分析
在ES&T（IF 11.357/Q1）論文中，作者篩選了800多個塑料碎片樣品，使用島津Py-GCMS分析了樣品中塑化劑、阻燃劑、抗氧化劑和紫外線穩定劑的含量，發現聚丙烯材質中塑化劑和抗氧化劑濃度最高。
圖6. 3種抗氧化劑（BHT, 2,4-DTBP, Irganox 1076）和
5種紫外線穩定劑(UV 320, UV 326, UV 327, UV 328, UV 531)總離子流圖
此外，研究人員還發現，塑化劑的濃度和碎片尺寸（fragment size）及塑料表面裂紋的線密度（line density）負相關，即碎片表面裂紋越多，塑化劑含量越低。這項研究揭示了塑化劑含量和塑料破碎程度的相關性。
客戶聲音
兩篇論文的第一作者鄧化博士表示：在實驗過程中，得到了島津應用工程師的大力協助，GCMS儀器良好的穩定性和工程師專業的指導保證了實驗數據的可靠性。另外，使用Py-GCMS分析的優勢主要在于樣品可以直接進樣，不需要經過有機溶劑提取，凈化濃縮等繁瑣的前處理步驟，進樣操作快捷簡便，適合分析大批量環境塑料碎片樣品，大大提高檢測效率。
兩篇論文的第一作者鄧化博士（攝于挪威）
結語
塑料碎片及微塑料作為一類新污染物，越來越受到關注，對其定性、定量、表征的需求將會越來越多。島津公司始終站在守護人類和地球健康的第一線，為用戶提供先進的解決方案，更好的助力新污染物治理相關工作。
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