[发明专利]一种基于显微红外技术的垃圾填埋堆体中微塑料检测方法

说明书

本发明涉及一种基于显微红外技术的混合垃圾填埋堆体中微塑料检测方法，属于新型污染物领域。包括以下步骤：取适量混合垃圾填埋堆体物料进行预处理；利用密度分离法将微塑料与大部分杂质分离，通过过滤获得富集含有微塑料的滤膜；将滤渣用无水乙醇转移至尖底离心管中；用玻璃胶头滴管吸取尖底离心管底部沉降的颗粒物，滴至装有正方形玻璃开孔片的镀金载玻片上；待无水乙醇全部挥发，卸下玻璃开孔片，将镀金载玻片上的颗粒物用显微红外光谱仪进行检测与鉴别，统计微塑料种类、丰度和尺寸分布。本发明中镀金载玻片具有极好的红外信号反射能力，对微塑料鉴别效果更好；具有微塑料识别率高、操作简便、成本低廉等特点。

技术领域

本发明属于新型污染物领域，更具体地，涉及一种基于显微红外技术的垃圾填埋堆体中微塑料检测方法。

背景技术

微塑料正成为一个重大的环境问题。环境中的塑料经过物理、化学、生物等降解作用，会进一步碎裂成更细小的塑料碎片、颗粒或微纤维等，当这些细小塑料的粒径小于5mm时，就被定义为新型污染物——微塑料。环境中大量的微塑料污染日渐成为一个亟待解决的重大环境问题，而分析含有微塑料的环境样品对确定其普遍性及其影响至关重要。垃圾填埋堆体是环境中微塑料的一个重要来源，然而垃圾填埋堆体成分复杂，垃圾填埋场微塑料的检测是一项难题。

一系列的分析技术已应用于微塑料的分析。在所采用的技术中，红外(IR)光谱分析，更具体而言是显微红外光谱技术，是目前检测和鉴别微塑料的主要分析技术之一。使用显微红外进行环境样品中微塑料常规的检测时，通常包括以下几个步骤：样品采集、样品净化、红外样品制备、数据收集和分析。

其中红外样品制备步骤是微塑料鉴别的关键步骤，需要使用滤膜过滤来将微塑料富集至合适的基底上用于红外检测分析。作为基底的滤膜类型需要在透射或反射模式下对红外光不出现任何显著的吸收，因此滤膜的可用光谱范围极其重要。同时每个滤膜的相对成本也较为重要，尤其对于样品处理量较高的实验室，这应该是一个重要的考虑因素。

然而现有的滤膜无法同时解决对红外光不出现任何显著吸收和成本合适的问题。玻璃纤维滤膜、硝酸纤维滤膜、聚偏氟乙烯滤膜和尼龙滤膜等滤膜价格较为低廉(价格在2-15元/片不等)，但对红外光在透射或反射模式下显示出显著的吸收带；而硅膜、银膜、镀金聚碳酸酯膜、氧化铝膜等具有极好的反射能量或透射能量，基本满足红外检测要求，但其价格昂贵(价格在50-200元/片不等)，使得实验成本较高。

从显微红外技术应用于微塑料检测以来，不同的研究者为了满足测试的需求，选择用来富集微塑料的载体滤膜不尽相同，最后放置在显微红外光谱仪检测台的微塑料载体并未进行统一。发明专利“基于焦平面阵列红外技术快速全检小粒径塑料的方法”(公开号CN113959971A)为了使得红外检测时有较好的反射信号使用了氧化铝滤膜作为微塑料的载体，在焦平面阵列红外检测器下用PFA投射模式进行面扫描获得颗粒的红外光谱。发明专利“一种基于红外成像技术检测并评估包装饮用水中微塑料分布的方法”(公开号CN113670779A)进行红外检测使用反射吸收模式，用高反玻璃作为微塑料的载体进行扫描，以此来得到每个颗粒的红外光谱。发明专利“一种检测水环境沉积物中微塑料密度分布的方法”(公开号CN109238948A)将微塑料收集到硝酸纤维素滤膜上，使用傅里叶变换显微红外光谱仪的透射模式或衰减全反射模式鉴定微塑料。以上所提及的专利使用了不同的微塑料载体进行红外检测，不同的载体会导致得到的颗粒物红外光谱信号强弱不一致，颗粒物检测图谱与标准物质图谱的匹配度阈值(一般为≥70％)也可能因为光谱信号的强弱而出现差异，最终所得到的结果无法在同一水平下进行比较。

因此，使用显微红外光谱仪进行微塑料检测时，需要统一微塑料的载体，建立一种能够实现微塑料的提取与富集，且微塑料识别准确率高、操作简便、成本低廉的方法。

发明内容