郑新宇，王 森，张俊柳，尹晓燕，赵文青，刘 艳

(临沂大学 资源环境学院，山东 临沂 276000)

1 沉积物采集方法

目前沉积物中微塑料采集的装置及方法尚未标准化，沉积物样品中常用的采样工具有不锈钢铲、不锈钢筛子、箱式采样器。根据研究目的的不同选择适当的工具和研究方法。进行微塑料检测的海滩应该有适当的坡度，紧邻开阔海域，没有防波堤，且对公众开放。调查开始之前，记录时间、天气状况以及采集人员信息。在海滩上随机布设垂直于岸线的监测断面。用卷尺和小旗标记所选检测样带，长度为水边或者湿泥潭的边缘至平均高潮线处或者植被覆盖区域。从每个监测断面湿泥滩边缘，断面中部、靠近平均海潮线处或者植被覆盖边缘，进行1 m2样方布设。每个海滩选取3～5个样方开展采样。确定位置后，利用四分法将样方划分为四等分，然后将每等分再次划分为四等分。采样后去除较大的非塑料组分，储存在聚乙烯袋[1]、或玻璃瓶[2]中带回实验室，对于难以确定成分和大小的组分也一并带回实验室研究。

2 沉积物中微塑料的预处理

2.1 微塑料分离

微塑料密度分离法是利用微塑料颗粒与其他物质的密度差异实现分离，密度较大的沉降，密度较小的留在也体表面。一般的微塑料的密度在0.8～1.4g/ cm3[3]，相比之下大部分沉积物的密度通常大于 2 g/ cm3。其具体操作是将于60 ℃温度下烘干的沉积物放于研钵中捣碎，加入饱和盐溶液，充分搅拌，用锡箔纸略微封口。一般情况盐溶液采用饱和NaCl，其密度为 1.2 g/cm3，饱和NaI与ZnCl2溶液的密度可达1.4～1.8 g/cm3，能克服氯化钠对微塑料分离不充分的缺点，但后者成本较高，且污染环境。密度分离在不同研究中具体操作过程也有差别，如常用的玻璃器皿搅拌，静置沉淀，分离上清液。另外一些研究采用专门设计的实验装置，如优化流态[4～6]、增加气浮选择[7，8]的方式。Crichton等[9]于2017年提出油提取方案(Oil Extraction Protocol，OEP)，利用塑料的亲油(脂)性，使用植物油代替密度液分离微塑料，针对滨海砂质沉积物获得了高回收率(96.1%±7.4%)与较快的样品处理速度(90～168 min/样)，且经过醇处理后兼容傅里叶红外光谱(FT-IR)检测。 董明潭[10]等人对油提取法在不同质地土壤与黏粒湖泊沉积物中的适用性研究中得出NaCl-Oil 联合提取时的回收率分别为 89.2%±10.4%、94.2%±1.44%、95.0%±2.50%、97.5%±4.33%，相比单独使用油和单独使用NaCl回收率都大幅度提高。虽然油的加入会在 FT-IR 光谱图上出现新的峰，但无水乙醇冲洗可以较好地去油，从而避免对微塑料拉曼光谱表征的影响。

2.2 筛分和过滤

利用不同筛孔尺寸的筛子将物料中小于筛孔尺寸的沉积物透过筛面，使得大于筛孔尺寸的沉积物截留在筛面上。通常使用0.3 mm、1 mm 、5 mm左右孔径的不锈钢筛网，这样可以用来确定研究微塑料尺寸的最大上限。相比于筛分，过滤所用的滤膜孔径较小，透过串联筛网的试样最终由滤膜截流，滤膜的空隙大小也就决定了研究微塑料尺寸的最小下限，孔径通常在0.7μm左右。滤膜材质对于微塑料的分离提取过程亦有重要影响，其截留原理和效率也会不同，研究中通常使用的有醋酸纤维滤膜、硝酸纤维滤膜[11]、玻璃纤维滤膜[12]等水系膜。

2.3 消解

为了减少环境样品基底干扰，特别是试样中的生物有机成分，通常对样品进行酸消解(HCl[13]、HNO3[13]、HClO4、混合酸[14]、碱消解(NaOH，KOH)[15]或H2O2消解等预处理。消解操作时，一般放于通风橱中，用表面皿覆盖烧杯口，用电热板或水浴锅加热至60 ℃，若反应过于剧烈，可加入适量纯水以减缓反应速率，为保证有机质完全溶解，反应停止后，继续加热30 min。如仍观察到有机质存在，则继续加入一定量消解液继续消化。微塑料经消解试剂消解之后，应避免剧烈摇晃以及玻璃棒搅拌，防止微塑料结构损坏影响定性定量分析。Deforges 等[16]的研究结果表明，HNO3在60 ℃，30 min 能够完全消解生物样品，而 HCl∶HNO3仍会遗留少量有机颗粒。同时，不同类型微塑料的化学耐受性也有所差异，酸性条件下尼龙纤维几乎会被完全破坏，而聚苯乙烯及尼龙钓线等则可以基本保留。通过邹亚丹等利用6种消解方法对荧光测定生物体内聚苯乙烯微塑料的影响可知，KOH消解对微塑料的荧光强度和表面形态影响最小，且不受消解液体积和消解时间的影响，以及对微塑料的提取效率高。

3 微塑料的定性定量分析

3.1 化学组分鉴定

对于样品的初步筛选、快速搜索污染物质类型、评估微塑料污染程度等可使用热分析法，利用聚合物特征热谱图对微塑料组分种类进行鉴别的一种分析技术，但是高温会破坏样品的颜色、形态等，在微塑料鉴别定性中应用较少。但光谱分析法可以鉴别聚合物组分的类型，也可反映微塑料尺寸分布，观察微塑料表面破坏程度。并且相对于热分析法不会对样品造成损坏。常见的光谱分析法如傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱法和扫描电子显微镜-X 射线能量色散光谱分析法(SEM-EDS)等，由于无需破坏样品，可在使用较少样品量的条件下实现微塑料的多参数分析[17]。前两种光谱分析法，可以通过检测分子振动频率鉴别分子官能团或骨架的方式判断微塑料的组分，扫描电镜-能谱仪则可以观测微塑料表面形貌、鉴定微塑料表面成分[18，19]。

3.2 定量分析

对于直径φ>1 mm的微塑料，可直接进行目测计数。具有操作简单、成本低等优点，而对于直径更小者则可借助体式显微镜。但不同检测人员之间、同一检测人员前后的统计结果会出现较大偏差。另外Micro-FT-IR 与 Micro-Raman 采用红外光谱、拉曼光谱识别颗粒，大大提高了分析的准确性。 Pyr-GC-MS 技术[20]在升温裂解高聚物的同时，利用差示扫描量热法检测样品池重量随温度的变化情况，对微塑料进行定量分析．该方法能够有效区分不同组分的塑料，特别适合共混物的同时定量分析。

4 展望

现如今我国对微塑料污染的研究已经开展起来，但是尚处于起步阶段，研究的内容与成果都较于局限。而且国际社会对此也没有对微塑料分离分析提纯方法达成共识，建立统一的标准。所以针对微塑料所带来的环境问题，提出了以下3点展望。

(1)研究工作要健全微塑料污染情况的数据库，不断完善微塑料的研究方法，制定针对不同环境介质的微塑料分析研究规范，以便为后续深入开展微塑料的生态危险分析和进一步深入研究提供支撑。

(2)微生物对水生生物和人体的毒理效应研究尚处于开始阶段，而且环境中微塑料不会仅以单一污染物形式存在，当其吸附其他污染物可能产生复合毒理效应，因此要更加注重其作用机制的理论研究。

(3)要加大宣传力度，提高公民对微塑料污染危害的认知，增强民众的环保意识。从源头上解决塑料污染问题，限制塑料的使用范围，预防塑料直接从排水系统直接排入河流，不断开发新型环保塑料和塑料的回收技术。采取有效的管理与治理措施，最大限度地减少微塑料对人体可能造成的危害影响。