深入探讨全球性问题：微塑料和纳米塑料
目前的研究表明，微塑料可能进一步降解为纳米级颗粒，称为“纳米塑料”，其大小在 1 - 1000 nm 之间。安捷伦十分重视微塑料和纳米塑料研究，并致力于开发强大工具，帮助对抗塑料颗粒污染问题。阅读我们关于微塑料和纳米塑料的背景资料，其中简单介绍了这一全球日益关注的问题，以及安捷伦为微塑料分析提供的解决方案。
了解未知威胁
微塑料是指由塑料衍生的任何合成固体颗粒或聚合物基质，大小从 1 µm 到 5 mm 不等，不溶于水。尽管对微塑料的分析逐渐加强，但目前尚未完全了解它们对环境的风险。世界卫生组织 (WHO) 最近呼吁对微塑料进行更多的科学研究，深入了解其潜在毒性。安捷伦提供各种仪器，涵盖一系列技术，包括用于对环境水样中的微塑料进行全面表征的 8700 LDIR，以及 GC、LC、IR 和 ICP-MS 解决方案。
如果您对水中的微塑料分析有任何疑问或希望与安捷伦客户服务中心联系，请通过下面的方式联系我们。
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微塑料分析：常见问题解答
看不见的塑料污染是全球政府机构和学术机构关注的问题。根据模型预测，海洋表层中约有 14% 的塑料碎片是微塑料。了解环境和健康的影响是一个紧迫的问题。
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微塑料和纳米塑料有什么区别？
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“微塑料”和“纳米塑料”这两个术语用于根据粒径区分聚合物颗粒。微塑料是指粒径范围在 1 µm–5 mm 之间的聚合物颗粒。它们可以进一步分为小粒径 (1–1000 µm) 和大粒径 (1–5 mm) 微塑料。
这些可摄入的颗粒由较大碎片经紫外线诱导降解、机械性降解或生物性降解形成，具有潜在危害性，且本身可能进一步降解为纳米级颗粒（即纳米塑料），粒径在 1–1000 nm 之间。
微塑料和纳米塑料都很小，但从分析的角度来看，它们涵盖的粒径范围非常大。因此，需要多种分析技术和仪器来准确表征和定量单个样品中可能存在的颗粒范围。
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粒径如何影响相关的健康风险和定量挑战？
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目前的研究表明，颗粒越小，在生物学和毒理学上的相关性就越高；一般来说，颗粒越小，风险就越大。因此，虽然大量研究揭示了微塑料对健康的负面影响，但纳米塑料的粒径更小，且能够进一步渗透到生态系统中，这意味着它可能会造成更大的负面影响。
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目前有哪些法规或指南监测微塑料污染？
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围绕微塑料污染的监管格局正在迅速演变。目前正在进行或计划开展的大量长期研究将有助于提供塑造监管框架所需的答案，其中加利福尼亚州和欧盟委员会尤其积极主动。这些研究得出的采样方法和测试指南预计将推动强制性法规的制定，要求受影响的行业迅速做出反应，以保持合规性。
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哪些产品可用于微塑料分析？
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GC/MS 可与热裂解仪或热重分析仪联用。热裂解使用直接与 GC 进样口连接的微型炉，高分子量化合物在此被热解为小片段，并直接沉积到气相色谱柱进行分离，然后进入 MS 进行检测。热重分析仪可用于进行热萃取脱附处理，也可与 GC/MS 联用。这种技术可提供更均匀的样品，提高分析的自动化程度，并可能提供更出色的稳定性，因此在热裂解方面具有额外优势。
在光谱技术中，常用的有 FTIR 显微镜（成像和非成像）、拉曼显微镜 (ATR-FTIR) 和 LDIR 激光红外光谱技术。FTIR 是一项成熟的技术，基本系统的入门成本相对较低。而它的局限性有：分析时间非常长，需要处理的数据量巨大，而且实际的粒径限制最小约为 50 µm。
基于拉曼的技术可以改进较小颗粒的分析，但采用的大功率激光可能会降解目标颗粒；色素颗粒的分析可能会带来其他挑战。
使用 LDIR 进行微塑料分析克服了 FTIR 的多项关键限制。关键工作流程步骤的自动化可以将分析时间从几天或几小时缩短到几分钟；该技术还能提供有关颗粒化学特性、粒径和形状的准确信息，以及提升鉴定的高质量图像。
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测量微塑料的分析仪器最重要的输出结果是什么？
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基于质量的分析可报告每单位体积样品中聚合物类型的质量，例如 mg/L 或 ppm。
光谱方法专注于颗粒表征，并提供有关样品中颗粒的粒径、形状和化学特性的信息，这些信息通常是报告要求所必需的。此外，它们可以进行统计报告，例如某些测试标准会要求报告某个粒径范围内聚合物 x 的颗粒数量。例如，EC 指令要求根据以下范围定量颗粒数量：
- 20 μm ≤ 面积等效直径 < 50 μm
- 50 μm ≤ 面积等效直径 < 100 μm
- 100 μm ≤ 面积等效直径 < 300 μm
- 300 μm ≤ 面积等效直径 < 1000 μm
- 1000 μm ≤ 面积等效直径 < 5000 μm
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使用光谱技术测量微塑料时有哪些重要的考虑因素？
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样品前处理是微塑料分析面临的主要挑战之一。微塑料在环境中无处不在，在实验室环境中也不例外。因此，为尽可能减少污染，对分析样品进行前处理时必须采取预防措施。
在分析之前，需要将微塑料从基质中分离。提取技术因基质的性质而异。在样品提取过程中使用层流通风橱，可以尽可能减少空气中颗粒的污染。此外，在使用前必须对所有试剂（包括 Milli-Q 水）进行过滤，并检查是否受到污染。玻璃器皿和 PPE（比如实验服）是其他一些亟待解决的潜在污染源。
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分析微塑料面临的主要工作流程挑战是什么？
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来自周围环境的污染是最令人担忧的问题。通过仔细管理分析工作流程的关键方面，可以尽可能地减少污染的影响：
- 由于微塑料粒径小、重量轻，因而它们可以通过空气传播。因此，尽可能地提高空气洁净度并大幅降低空气污染物的含量非常重要。在提取样品时，使用层流通风橱可以实现这一目标。
- 由于没有对微塑料进行严格监测，包括 Milli-Q 水在内的所有试剂都可能含有微塑料，因此，在使用前必须对所有试剂进行过滤并检查是否受到污染。
- 玻璃器皿也可能带来污染风险，使用前至少必须用过滤的 Milli-Q 水冲洗。如果可能的话，在冲洗之前，应将玻璃器皿放入高温炉中进行加热处理。
- 另一个污染源可能是个人防护设备，例如实验服。建议穿着 100% 纯棉实验服，并使用粘毛滚筒去除细小纤维。
- 点击此处了解有关解决常见塑料微粒分析挑战的方法的更多信息。
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初创实验室进行微塑料分析需要什么？
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分析微塑料的基本工具涵盖三个基本工作流程步骤：
- 过滤 — 包括配备适当真空泵、各种滤膜和筛网的真空抽滤装置。
- 空气洁净度 — 包括层流罩、HEPA 过滤器、空气净化器、吸尘器和棉质实验服。
- 样品前处理和分析 — 包括超纯水源、用于谱库生成/验证的聚合物样品试剂盒、用于粒径验证的微球以及用于分析的 FTIR 和 LDIR 仪器（其他仪器根据需要配备）。
关于建立微塑料分析实验室所需的基本工具和注意事项的更多详细描述，请单击此处。
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