塑料垃圾一直关注的一个关键污染物在海洋全球在过去的几十年里。最丰富的形式的海洋废弃物之一是塑料微粒——定义为塑料垃圾小于5毫米。1、2
塑料微粒包括小珠子和纤维制造(主要塑料微粒),除了分裂而导致的项目更大的塑料物品的化学、物理和生物过程,包括片段,泡沫和电影(二级塑料微粒)。
塑料海洋废弃物通常开始为陆源浪费和随后进入沿海海洋和河口。3塑料微粒分布在水的帮助下湍流,潮汐和洋流进入海洋环境后,分散在整个水柱和整个海洋。4
高生物生产力和丰富的生态系统中发现沿海环境指示生物与塑料微粒的互动更频繁的在沿海地区比在开放海域。5
尽管在海岸和河口水域,塑料积累的可能性较高,很少有研究关注塑料微粒在这些地区。6
现在重要的拓展研究实验室的功能由于塑料微粒的研究近年来的增长通常从环境样品分析候选塑料微粒的化学成分。
目视检查通常是最初用于隔离塑料微粒从field-collected样品,但这可能导致塑料微粒的误分类,除了偶然的塑料碎片。光谱的方法是至关重要的,因为他们可以通过聚合物鉴定确认手册塑料微粒的名称。
表1。i-Raman®交货规格。来源:中东FZC瑞士万通
| 。 |
。 |
| 激光波长 |
1064海里 |
| 最大激光功率在调查 |
330兆瓦 |
| 光谱范围 |
100 - 2500厘米1 |
| 探测器类型 |
InGaAs TE-cooled到-15°C |
这些方法可以帮助建立材料可能来自哪里,可能识别添加剂本身可能会造成生物都有负面影响。通常情况下,聚合物,以及塑料,产生较强的拉曼信号。
图1演示了散装聚乙烯和聚丙烯材料的拉曼光谱测量与1064 nm激发。亚博网站下载根据他们的光谱特性,塑料可以明确确定。
图1所示。拉曼光谱的聚乙烯(蓝色)和聚乙烯(红、光谱手动为澄清抵消)。图片来源:中东FZC瑞士万通
容易识别未知的塑料微粒材料,参考图书馆也可以建造(商业库也可以)。尽管傅里叶变换红外(FTIR)光谱是另一种方法,通常用于塑料微粒的识别,拉曼提供了方便抽样的小(< 100µm)粒子比红外光谱。yabo214
拉曼光谱仪也让自己比红外光谱系统可移植性更好,所以便携式拉曼分析可能是在样品制备的位置。本文将概述利用便携式拉曼显微镜鉴定的塑料微粒从表面河口水域中恢复过来。
图片来源:中东FZC瑞士万通
图2。(一个)小的蓝色塑料碎片(硬币比较和(b)拉曼光谱获得的样本。图片来源:中东FZC瑞士万通
实验
水样本来自特拉华湾的地表水(美国)通过执行5分钟牵引使用环浮游生物网(直径1米,200μm nitex网)配备了一个流量计。7
接下来,样品被转移到玻璃瓶和4%甲醛固定。总样本size-fractionated不锈钢筛子(5000;1000;和300年μm)。
干燥后的样品在90°C一夜之间,湿式过氧化氢氧化和密度分离过程是用来隔离塑料微粒从两个小size-fractionated消化有机材料样本。8
塑料微粒被聚集到200μm nitex网和折叠成铝箔晾干。塑料微粒从这些样本列举使用手工立体显微镜下检查层流罩,和每一块被分配一个塑料(即。、橡胶、薄膜、泡沫、片段、纤维、珠)。
利用拉曼光谱、枚举和分类对塑料进行识别。一个i-Raman®便携式拉曼系统交货1064 nm激光激发用于测量;这些规范如表1所示。
1064纳米激光激发需要减轻荧光通常由彩色塑料微粒样品在激发波长785纳米的激光。
便携式视频显微镜的物镜设置50×放大(9.15毫米的工作距离,42µm光斑大小)来形象的塑料微粒。BWSpec®软件是用于数据收集。
集成时间从30秒到3分钟不等,并避免样品燃烧,激光功率一直低于50%的最大激光功率(< 165 mW)。光谱强度与NIST纠正2244拉曼强度校正标准,但没有其他预处理是应用于光谱。
BWID®软件使用的参考图书馆塑料光谱识别的塑料微粒。
图3。对聚乙烯BWID匹配结果。红色光谱获得的样品谱图2。蓝色光谱是聚乙烯的参考范围。图片来源:中东FZC瑞士万通
结果
i-Raman EX系统是用于分析大量的塑料微粒的样品不同的大小和类型。一个大的蓝色塑料微粒片段的照片如图2所示。
这个片段~ 4.5毫米直径,这是在更大的尺寸范围的粒子被确认为一种塑料微粒。样品可能是次要的塑料微粒,因为粒子的形状不规则。
从蓝色碎片收集的拉曼光谱如图2 b所示。通过使用一个计算达到质量指标(HQI) BWID未知的软件比较获得的光谱样本库的参考资料。亚博网站下载
HQI是相关系数衡量类似参考光谱样本光谱。谱库搜索结果排名从0(最差的比赛)的HQI HQI 100(最佳匹配)。的计算,应用于光谱一阶导数。
有许多与BWID光谱库可供利用,图书馆建设和软件还支持自定义。BWID匹配图2中的蓝色片段聚乙烯(PE)的参考光谱的计算HQI 95.7,如图3所示,表明一个强大的匹配。
其他塑料材料也发现,聚丙烯(亚博网站下载PP)、聚苯乙烯(PS)。
图4展示了拉曼光谱收集从一个小的球形珠和显微照片如图4所示。这珠子可能是一个主要的塑料微粒。BWID匹配参考光谱的谱聚苯乙烯的HQI 98.2。
图4。(一)拉曼光谱收集的聚苯乙烯(b)聚苯乙烯珠(图片不正确的颜色)。图片来源:中东FZC瑞士万通
纤维塑料微粒的一个关键子群粒子。yabo214在生产过程中,他们可以从合成了服装和其他纺织品、塑料,还通过废水常规维护。合成钓鱼线也超细纤维污染的主要来源。
的拉曼光谱聚集薄,蒂尔纤维是显示在图5中,显微照片是图5 b所示。BWID样品的拉曼光谱匹配参考光谱的聚丙烯,HQI计算为74.9。
图5。(a)拉曼光谱的蓝绿色纤维(橙色)相比,参考光谱的聚苯乙烯(绿色)和(b)蒂尔纤维的显微照片。星号表示的峰值,可以归因于在塑料着色剂使用。图片来源:中东FZC瑞士万通
虽然这似乎低价值,有一些额外的山峰样品光谱,在进一步观察,不能归咎于聚丙烯。
在进一步调查,样本光谱的峰值在~ 1537厘米1和组弱峰在670 - 790厘米1符合氯化铜酞菁绿颜料的拉曼光谱。9
塑料的着色剂使用通常不作为一个重要的研究问题,但它是有用的信息建立一个示例的起源。表2展示了拉曼光谱的塑料微粒的总结分析。所有材料亚博网站下载都确认为聚丙烯,聚乙烯或聚苯乙烯。
大量的样本不确定的结果;这些样品是黑色的塑料微粒样品吸收散射辐射和激动人心的辐射,使他们认同拉曼光谱极具挑战性。
超细纤维的脆弱性是另一个观察的局限性。随着更高的激光权力可能会导致失真和燃烧的样本,激光功率应用于纤维应该保持低(最大激光功率的10%左右)。
表2。BWID结果的总结。来源:中东FZC瑞士万通
| 比赛结果 |
数量的样品确认 |
| 体育 |
11 |
| 页 |
4 |
| PS |
2 |
| 不确定的 |
5 |
结论
塑料微粒的存在海洋环境代表一个迫在眉睫的威胁我们的环境,多年来,他们健壮的特性将是一个重要的研究课题。
明确地识别这些塑料微粒,拉曼显微镜是一种有效的工具。近红外激发的就业是至关重要的减少荧光染料使用的塑料。软件相关系数算法对塑料材料的简单的识别是很有帮助的。
确认
瑞士万通中东FZC (MME)的沙迦,阿联酋地区支持瑞士万通中心AG(瑞士)负责销售,服务和校准实验室&过程分析仪器从以下国家
阿联酋、籍、科威特、巴林、阿曼、卡塔尔、埃及、约旦、黎巴嫩、伊拉克、孟加拉国、巴基斯坦、斯里兰卡、埃塞俄比亚、加纳、苏丹、叙利亚、也门、索马里、伊朗、塞浦路斯、马耳他、厄立特里亚、吉布提和阿富汗。
从材料最初由乔纳森·h·科恩亚博网站下载政策泰勒·霍夫曼和政策克里斯汀Frano来自特拉华大学海洋科学学院。亚博老虎机网登录
引用
- K.L.法律,为基础。启Sci。3月9日,205 - 229 (2017)。
- T.S. Galloway, m·科尔和c·刘易斯,Nat,生态。另一个星球。1 (2017)。
- j . R . Jambeck R·盖尔,c·威尔科克斯,t·R·西格勒,a . Andrady m . Perryman R·纳和k . l .法律科学。347年,768 - 771 (2015)。亚博老虎机网登录
- r·c·黑尔工程师斯利,M.J. La Guardia, l·梅和E.Y.曾庆红,j .地球物理学。研究》海洋。125 (2020)。
- j·r·克拉克·m·科尔,p . k . Lindeque e . Fileman j . Blackford c·刘易斯,t·m·莱顿和t . s . Galloway前面。生态。环境。14,317 - 324 (2016)。
- p . Vermeiren林祖嘉穆尼奥斯,k . Ikejima 3月Pollut。公牛。113年,7 - 16 (2016)。
- J.H.科恩点Internicola R.A.梅森,t . Kukulka包围。科学。抛光工艺。53,14204−14211 (2019)。
- j . Masura j·贝克、g·福斯特和c . Arthur”实验室方法分析海洋环境的塑料微粒:建议量化合成粒子”在海水和沉积物;yabo214NOAA NOS-OR&R-48技术备忘录,国家海洋和大气管理局:华盛顿特区,2015年。
- a·杜兰·m·l·Franquelo m . a . Centeno t . Espejoc和j·l·Perez-Rodrigueza j·拉曼Spectrosc。42岁的48-55 (2011)。
这些信息已经采购,审核并改编自瑞士万通中东FZC提供的材料。亚博网站下载
在这个来源的更多信息,请访问瑞士万通中东FZC。