科学家测试识别小型微塑料的新方法

微塑料，从曾经在化妆品中常见的珠子到风化和分解的垃圾残留物，现在在世界各地的海洋和内陆水域中无处不在。然而，迄今为止，科学家们一直在努力确定哪些塑料在环境中持续时间最长，并测量它们的丰度，特别是在尺寸范围较小的一端，它们最有可能被食物网底部附近的基础物种消耗。 ，如浮游动物。

毕格罗海洋科学实验室和明尼苏达大学德卢斯分校的研究人员现已开发出一种创新的分析方法，该方法结合了不同的专业技术(包括流式细胞术)来表征和计数这些小品种的微塑料。该团队使用苏必利尔湖的水样测试了该技术，为该方法的未来应用迈出了重要一步。研究结果发表在本月的《湖沼学和海洋学方法》杂志上。

“通过这种方法，我们不仅仅是盲目地计算粒子或依赖数学模型，”该研究的合著者之一、毕格罗实验室高级研究科学家 Nicole Poulton 说。“我们实际上能够确定存在多少塑料以及这些塑料是什么。”

微塑料的范围从头发宽度的一小部分到米粒的长度，包括所有类型的塑料化合物。这些小颗粒通常与有害的化学添加剂混合，它们可以穿过大脑和肠道中敏感的生物屏障。它们还可以充当海绵，吸收和运输病原体和石油等污染物。

这些颗粒的毒性和环境影响取决于微塑料的数量和类型(从化学成分到尺寸和形状)。然而，科学家们很少掌握所有这些信息。

明尼苏达大学德卢斯分校教授伊丽莎白·米诺 (Elizabeth Minor) 表示：“对微塑料的风险评估并未关注我们认为在环境中实际上最普遍的塑料的类型和尺寸，部分原因是我们不善于测量它们。”和这项新研究的主要作者。

在他们的新方法中，研究人员首先处理水样，去除可能与微塑料混淆的有机物，并向样品中注入一种名为尼罗红的染料，这种染料会对塑料染色。然后，他们使用流式细胞仪将微观颗粒排列起来，并用激光以每秒 100 个颗粒的速度撞击每个颗粒，导致染色的微塑料发光，从而使研究人员能够将它们与其余的微塑料分开。样本。流式细胞术常用于生物医学领域，但毕格罗实验室的水流细胞术中心(波尔顿是该中心的主任)在扩大其在环境研究中的应用方面发挥了关键作用。

在这项研究中，研究人员使用毕格罗实验室的流式细胞仪分离和测量单个微塑料颗粒，然后将它们送往明尼苏达州进行进一步分析。Minor 的实验室使用热解气相色谱质谱法 (pyGCMS)，这是一种用于确定塑料样品的化学成分和总重量的常用工具。

在实验室改进该方法后，研究人员用苏必利尔湖地表水的天然样本进行了测试。他们发现，5 至 45 微米尺寸范围内的颗粒比可以用传统方法轻松测量的较大颗粒更丰富(高出几个数量级)。他们还发现了聚乙烯和聚丙烯，这些塑料构成了从一次性塑料袋到纺织品的无数产品，这是识别塑料污染源的重要第一步。

鉴于从实验室设备到服装等各种物品中塑料的普遍使用，污染是每个步骤的主要挑战。五微米以下的颗粒仍然太小，研究人员无法自信地枚举，例如，尼罗河红染料会产生很少的固体沉淀物，很难与最小的塑料颗粒区分开来。