导读

近日，岛津分析中心与华东师范大学河口海岸学国家重点实验室施华宏教授课题组合作，通过采集沿海、河口和湖泊等地区大量环境塑料碎片，使用Py-GCMS技术分析了塑料碎片中富集的多类添加剂含量，深入研究了环境塑料碎片及其裂纹的分类、表征和评估体系。其研究成果相继发表在环境领域知名期刊《Journal of Hazardous Materials》和《Environmental Science & Technology》上（均为一区TOP期刊）。

什么是塑料碎片及微塑料

塑料制品，在我们的日常生活中使用非常的普遍。当被遗弃后在自然环境中经历风吹日晒逐渐变小，形成了塑料碎片，甚至是微塑料。微塑料是目前环境学科研究的前沿热点之一。它又被称为海洋中的PM2.5，一般定义为尺寸小于5mm的塑料颗粒、微纤维、泡沫塑料或者薄膜等。微塑料可分为初级微塑料和次级微塑料。在2016年召开的第二届联合国环境大会上，微塑料的污染被列入环境与生态学科的第二大科学问题。

塑料碎片及微塑料的危害

塑料碎片及微塑料通过各种途径进入环境，在海洋、高原中均被检测出，最后通过食物链被人体吸收。微塑料对人体的危害主要包括直接摄入、微塑料中本身含有的添加剂、微塑料吸附的有机污染物等。

图1. 塑料碎片及微塑料的危害

塑料碎片及微塑料的研究难点

由于环境介质的复杂，颗粒分布的不均一，采样和前处理方法的不统一，使得塑料碎片及微塑料分析具有较大的不确定性，这也阻碍了研究机构和决策部门对这一新污染物的常规检测。

Py-GCMS，岛津高效应对之道

Py-GCMS因具有前处理简便、样品用量少、节省溶剂、分离效能高、分析速度快等特点，可用于塑料碎片中添加剂及吸附的有毒有害物质分析。

图2. 岛津Py-GCMS联用系统（GCMS-QP2020_NX+ EGA-PY-3030D+AS-1020E）

案例分享I：邻苯二甲酸酯、溴类阻燃剂分析

在《Journal of Hazardous Materials》（IF 14.224/Q1）论文中，作者选取了崇明岛地区、长江口南支地区和杭州湾地区三个区域作为研究对象，使用岛津Py-GCMS分析了长江口塑料碎片中邻苯二甲酸酯（PAEs）和多溴二苯醚（PBDEs）的浓度和空间分布情况。其中，塑料碎片中PAEs的浓度分布在26.8 ~ 4241.8 μg/g之间，最高浓度的点位位于长江口南支。DEHP是最主要的邻苯二甲酸酯类污染物，其次是DIBP和DBP。PBDEs的检出率相对较低。通过分析研究，为调查区域的污染水平提供了详实的数据，并进行了生态风险评价，揭示了该调查区域受到添加剂和微塑料的中度污染。有必要加强塑料垃圾的管控和治理。

图3. 7种邻苯二甲酸酯 (DIBP, DBP, BBP, DEHP, DNOP, DINP, DIDP)总离子流图

图4. 溴类阻燃剂质量色谱图举例

图5. 长江口塑料碎片和沉积物中PAEs和PBDEs的浓度和空间分布规律

（备注: 图片来源Deng, H. et al. Journal of hazardous materials 2021, 409, 124937.）

案例分享II：抗氧化剂、紫外线稳定剂、塑化剂分析

在ES&T（IF 11.357/Q1）论文中，作者筛选了800多个塑料碎片样品，使用岛津Py-GCMS分析了样品中塑化剂、阻燃剂、抗氧化剂和紫外线稳定剂的含量，发现聚丙烯材质中塑化剂和抗氧化剂浓度最高。

图6. 3种抗氧化剂（BHT, 2,4-DTBP, Irganox 1076）和

5种紫外线稳定剂(UV 320, UV 326, UV 327, UV 328, UV 531)总离子流图

此外，研究人员还发现，塑化剂的浓度和碎片尺寸（fragment size）及塑料表面裂纹的线密度（line density）负相关，即碎片表面裂纹越多，塑化剂含量越低。这项研究揭示了塑化剂含量和塑料破碎程度的相关性。

客户声音

两篇论文的第一作者邓化博士表示：在实验过程中，得到了岛津应用工程师的大力协助，GCMS仪器良好的稳定性和工程师专业的指导保证了实验数据的可靠性。另外，使用Py-GCMS分析的优势主要在于样品可以直接进样，不需要经过有机溶剂提取，净化浓缩等繁琐的前处理步骤，进样操作快捷简便，适合分析大批量环境塑料碎片样品，大大提高检测效率。

两篇论文的第一作者邓化博士（摄于挪威）

结语

塑料碎片及微塑料作为一类新污染物，越来越受到关注，对其定性、定量、表征的需求将会越来越多。岛津公司始终站在守护人类和地球健康的第一线，为用户提供先进的解决方案，更好的助力新污染物治理相关工作。

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