3
當(dāng)前位置：安捷倫科技（中國）有限公司>>技術(shù)文章>>專家研究成果 | 利用安捷倫 TD-GC/MS及8700 LDIR 紅外成像技術(shù)揭示人類排泄物中的小尺寸微塑料顆粒及其潛在來源
專家研究成果 | 利用安捷倫 TD-GC/MS及8700 LDIR 紅外成像技術(shù)揭示人類排泄物中的小尺寸微塑料顆粒及其潛在來源
近日，中國環(huán)境科學(xué)研究院安立會研究員課題組在“Environmental Science & Technology”上聯(lián)合發(fā)表了題為“Unveiling Small-Sized Plastic Particles Hidden behind Large-Sized Ones in Human Excretion and Their Potential Sources”的研究論文，由朱龍博士和武志鑫博士研究生共同擔(dān)任第一作者完成。
由于微塑料在環(huán)境中的廣泛分布，全球范圍內(nèi)對因接觸微塑料而引起健康風(fēng)險的關(guān)注度持續(xù)增加。過去由于測試技術(shù)的限制，對于小粒徑微塑料顆粒的研究信息及其暴露特性的證據(jù)較少。本研究采用安捷倫 Cary630 FTIR、8700 LDIR 激光紅外成像和TD-GC/MS多種測試技術(shù)相結(jié)合，對人體排泄物中低至 0.22μm 的塑料顆粒的顆粒豐富和質(zhì)量濃度進(jìn)行了綜合檢測。結(jié)果表明，糞便和尿液中的大尺寸（>20μm）和小尺寸（0.22 - 20μm）塑料主要以聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚丙烯（PP）為主。按照形態(tài)學(xué)分類，碎片在糞便和尿液中占比最高，分別占比為 60.71% 和 60.37%。
本次研究使我們增加了對人體內(nèi)微塑料存在的認(rèn)識，尤其是對人類危害更大的且容易被忽視掉的小顆粒的認(rèn)識將更加清楚。為了能夠更加準(zhǔn)確了解微塑料的命運(yùn)以及對人類的潛在毒性，未來的研究中除了應(yīng)該關(guān)心微塑料顆粒的豐度、濃度、大小、形狀和成分等，還應(yīng)該關(guān)注塑料顆粒上添加劑和吸收污染物的信息。最重要的是應(yīng)該采取各種可行措施以防止微塑料對人體的污染，因為大量研究信息表明塑料容器的使用和水產(chǎn)品消費(fèi)量與糞便中微塑料含量呈極顯著相關(guān)。目前的發(fā)現(xiàn)對于理解微塑料暴露及其對人類的可能來源至關(guān)重要；與此同時，它們也為評估未來接觸微塑料的健康風(fēng)險提供了非常寶貴的數(shù)據(jù)。
專家介紹
安立會
中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員
博士生導(dǎo)師，中國質(zhì)量檢驗協(xié)會水環(huán)境工程技術(shù)與裝備專業(yè)委員會副主任委員、中國材料與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會微塑料及其環(huán)保試驗技術(shù)委員會委員。主要從事天然與合成環(huán)境污染物的水生態(tài)毒理效應(yīng)、環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)及生態(tài)風(fēng)險評價研究，重點(diǎn)關(guān)注塑料污染（包括微塑料）對生態(tài)系統(tǒng)安全和人體健康的影響，利用多策略開展塑料污染（包括微塑料）來源及其控制對策研究，為開展環(huán)境塑料與微塑料污染的管控提供科學(xué)依據(jù)。先后承擔(dān)和參與了國家重點(diǎn)研發(fā)專項、國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金等項目多項，在 EST、CEJ、JHM、WR 等雜志上發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文多篇，編/譯《水和廢水微塑料》等。作為生態(tài)環(huán)境部技術(shù)支撐專家，多次參加 UNEAs 和 G20 等國際組織有關(guān)塑料與微塑料污染治理國際案文磋商。
朱 龍
博士
博士師從安立會研究員，現(xiàn)就職于中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境所。博士期間致力于人體微塑料污染特征及健康風(fēng)險研究，重點(diǎn)關(guān)注人體微塑料暴露特征、來源解析，毒性評估等前沿科學(xué)問題，現(xiàn)以第一作者在 Environmental Science & Technology、Critical Review in Environmental Science & Technology、Environmental Science & Technology Letters 等期刊發(fā)表 SCI 論文 7 篇。
武志鑫
博士研究生
碩士師從安立會研究員，現(xiàn)于北京工業(yè)大學(xué)就讀博士研究生，研究方向為納米材料的生物分析成像和原位/質(zhì)譜檢測研究。建立 TD-GC/MS 定量分析環(huán)境微塑料的方法，重點(diǎn)研究污水處理廠污水污泥處理工藝中微塑料的質(zhì)量評估，于 Environmental Science & Technology、Chemical Engineering Journal 和《環(huán)境科學(xué)》等期刊發(fā)表論文 3 篇。
用戶反饋
為了探究人體糞便和尿液中微塑料的污染特征，我們采用了8700 LDIR激光紅外成像光譜儀和 TD-GC/MS 技術(shù)對糞便和尿液中的微塑料進(jìn)行上機(jī)檢測。兩種儀器配備了專門為微塑料研究而建立的數(shù)據(jù)庫，準(zhǔn)確度極高，自動化流程大大減少了人工操作和時間成本，能夠快速獲取有關(guān)微塑料尺寸、形狀和聚合物類型等多項參數(shù)。
通過使用 8700 LDIR 激光紅外成像和 TD-GC/MS 技術(shù)，我們的研究發(fā)現(xiàn)了大量尺寸在 0.22 - 500μm 之間的微小微塑料顆粒，共涵蓋了 10 種不同的聚合物類型。這些發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的人工目視檢查結(jié)果，極大地提升了我們對人體微塑料污染的了解，為更有效地評估人體微塑料暴露風(fēng)險提供了有力的數(shù)據(jù)支持。
Cary630 FTIR 光譜儀：用于 >500μm 粒徑微塑料檢測
安捷倫 Cary 630 FTIR 光譜儀采用一體式干涉儀設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧且可靠耐用。與鉆石晶體 ATR 搭配，可實現(xiàn)對多種不同形態(tài)樣品的檢測。鉆石晶體 ATR 具有非常出色的耐磨性和耐腐蝕性，不受任何樣品材料的影響，非常適合用于固態(tài)聚合物顆粒樣品的定性分析。
圖 1. 搭配鉆石 ATR 附件的 Cary630 FTIR 光譜儀
8700 LDIR紅外成像：用于 20-500μm 粒徑微塑料檢測
8700 LDIR 紅外成像光譜儀采用量子級聯(lián)激光器作為光源，搭配安捷倫開發(fā)的高度智能化 Clarity 軟件，可自動實現(xiàn)對微塑料顆粒識別、圖像采集、紅外譜圖測試、尺寸信息以及定性結(jié)果統(tǒng)計等。與此同時，還可獲得每個顆粒的形態(tài)分析數(shù)據(jù)，可用于顆粒的形狀篩分及溯源工作。
圖 2. 安捷倫 8700 LDIR 紅外成像
TD-GC/MS：用于 0.22-20μm 粒徑微塑料檢測
TD-GC/MS 技術(shù)能夠鑒定、表征和量化各種樣品中的微塑料，它鑒定出了五種聚合物中用于定量分析的標(biāo)記化合物，并確定了各自的線性校準(zhǔn)曲線。TD-GC/MS 將樣品進(jìn)行熱解和脫附，最大限度地提高對痕量水平目標(biāo)化合物的靈敏度。這一技術(shù)有助于將干擾降至最低，并通過熱解、解吸和 GC/MS 進(jìn)樣等步驟，從而大幅提高樣品通量。
圖 3. TD-GC/MS 系統(tǒng)