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2004 年,英国普利茅斯大学Thompson等在《Science》发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文,首次提出了“微塑料”的概念,把粒径<5 mm 的塑料颗粒,定义为“微塑料”(Microplastics)。
随着各方对“新兴污染物”微塑料的广泛关注,关于微塑料的识别、粒径大小、分布及成分等信息是加深对微塑料认识所必须的基本信息。赛默飞基于应用分子光谱、质谱以及电子显微镜对微塑料的广泛研究,可为客户提供从样品采集制备至测试分析的完整解决方案。
赛默飞微塑料全面解决方案
全功能红外光谱分析工作站iS50配备操作简单ATR附件,配合软件标配的动态预览及预览检索功能,可帮助用户进行塑料颗粒成分的快速比对
多种光学元件的自由组合,可提供中近远及拉曼全光谱范围测试结果,为微塑料溯源提供更多参考信息
功能卓越的多种联用技术,可支持与热重、气相色谱、热裂解气相色谱等分析技术进行联用,以获取微塑料最全面的样品信息,为微塑料的发展老化分解过程提供参考依据
性能卓越、光谱质量高
扩展性强大,可轻松实现常规尺寸到微米尺寸样品的分析
提供透射,反射,衰减全反射等分析模式
可选Mapping 模式,实现快速微区分析, 获得更多更全面信息
能够进行单点颗粒、多个不连续点颗粒、面成像大区域内颗粒分析
高灵敏、高精度、高空间分辨的快速成像
软件界面友好简单
高级颗粒分析功能自动实现颗粒分析与统计报告
微塑料的尺寸越小,越容易被生物体摄入,从而进入生物体系统、器官、组织甚至细胞。所以观察和研究微米甚至亚微米尺寸的微塑料,对于我们了解其生物毒理非常关键,电子显微镜是表征这一尺度对象的理想手段。
通过能谱中的C、O 元素自动识别微塑料
利用电镜软件的自动扫描功能对大面积进行扫描并统计微塑料数量和分布
良好的低电压成像能力使微塑料无处遁形
热裂解气质联用技术是鉴别微塑料种类、添加剂甚至污染物成分的一种良好测试方式。方法稳定性好,聚合物识别速度快,易于标准化。F-search 自动谱图检索工具可在几秒内自动检索微塑料的成分,大大提高了分析效率。同时,基于不同塑料成的特征碎片离子或目标添加物/ 污染物特征离子,可进一步进行准确的定量分析。相对于传统的光谱技术,热裂解气质联用方法受到的限制更低,灵敏度更佳。
网络讲座
网络讲座时长:20 分钟
本网络讲座内容包括塑料微粒成为环境领域科研人员重点关注的研究课题,以及食品和饮料生产商关切的问题的原因。讲座将对基于光谱学的分析方法的优势和限制进行阐释,并展开讨论。具体而言,采用显微光谱学检查技术(拉曼和 FTIR 显微镜检查)和衰减全反射 (ATR) 光谱学检查,可以选择通过成分、大小和数量表征对未知粒子进行鉴定。可获取帮助资源,以确定哪种系统较为适合已知的应用和预算。
目标受众
Simon 拥有英国杜伦大学物理化学博士学位,具备 25 年以上从事应用、产品开发与营销的经验,热衷于使用光谱学技术解决分析问题。
网络讲座时长:27 分钟
在本次网络讲座中,您将了解来自意大利威尼斯极地科学研究所 CMR-ISP 的环境研究员 Fabinana Corami 博士如何分析环境样品(如水、沉积物和塑料微粒污染生物区)。
网络讲座时长:37 分钟
在本次网络讲座中,来自意大利威尼斯极地科学研究所 CMR-ISP 的环境研究员 Fabinana Corami 博士将重点介绍在海水中发现的塑料微粒纤维的纯化、表征和定量分析。
访谈
Yutaka Kameda 博士是日本习志野市的千叶工业大学的副教授。他拥有水资源工程学硕士学位以及环境和资源工程博士学位,能够与多家私人和公共资助组织合作,以评估环境影响(重点是水)。
在本次访谈中,您将听到他关于环境研究以及他对该研究领域的当前和未来状态的想法。
查看 Kameda 博士的个人简历
您对塑料微粒污染问题的当前状态的意见是什么,需要开展多少工作才能更好地了解问题的程度?
塑料微粒问题正处于世界各地今年均在认真开展调查的阶段。目前,已经推出大项目来实现测量标准化/测定更细小的塑料微粒,从而提供统一的分析解决方案。此外,在环境领域也开始研究常规塑料或可生物降解塑料的降解问题。或许,几年后会发表一份相关报告,我预计全球各地均会出台具体条例。
您的研究重点是什么?
- 环境中超细塑料微粒的分析解决方案开发和监测(0.1 μm 到 20 μm)
- 阐明大洋中所有塑料微粒的来源和运动机制以及气候现象,包括生态影响评估
您正在评估什么来源(湖泊/海洋/其他……)?
目标样品包括:自来水、海水、沙滩、食物、可生物降解的塑料和生活排水
您想要具体了解哪些情况?
我对以下几点感兴趣
- 确定大洋中塑料微粒的浓度(包括 0.1-20 μm 粒径范围内的极小颗粒)并预测未来浓度和粒径分布。
- 测定气候性塑料微粒分布的程度
您的采样和分析工作流程是怎样的?尝试分析环境样品中塑料微粒的关键挑战是什么?
目前,> 20 μm 塑料微粒的采样和分析解决方案的开发已经完成,现在已进入商业化阶段。详细的方法很快就会公布,但我可以简单解释一下,就是
- 使用不含塑料的设备收集样品
- 使用过氧化氢、碘化钠和酶进行预处理
- 使用带有自动颗粒分析软件的 Thermo Scientific Nicolet iN10 MX 红外成像显微镜进行自动分析。对于< 20 μm 的颗粒,这是我目前的主要研究。我在方法开发中遇到的问题可能会得到解决。我目前正在寻找拉曼供应商作为开发的合作伙伴。我计划在 2021 年开发使用拉曼光谱的分析方法。
您使用哪种仪器?进行塑料微粒定位和鉴定的更为自动化的解决方案有多有用?
我使用 Nicolet iN10MX 显微镜通过 OMNIC Picta 软件来定义粒径、鉴定和定量分析。
您对当前监管状态有何看法?您是否与监管负责人接触?您对塑料微粒污染和监测的国家和国际监管的期望是什么?
- 塑料微粒污染的特征尚不清楚。有时,我与主要监管机构合作。 未来,我希望对塑料微粒的研究以及塑料微粒污染的控制政策按照以下方式进行:
- 对低至 20 或 0.2 μm 颗粒限值(目前限值可达 > 300 μm)的塑料微粒进行环境调查。
- 环境中毒性高并且可能以微粒形式存在的聚合物可能被禁用。
- 建议使用和采用可生物降解的塑料。此时,将修改环境退化测试,以测量粒径分布情况。因此,使用这些新定义后,传统的可生物降解塑料可能不符合要求。
- 生活必需品中使用的微胶囊聚合物也可能被新材料取代。
教育
1998 - 2000:北海道大学环境和资源工程博士
1995 - 1997:东北大学水资源工程学硕士
1991 - 1994:东北大学土木工程学士学位
工作经历
2012 年至今:千叶工业大学创新工程副教授
2007 - 2012:埼玉市环境科学中心水环境研究员
2006 - 2007:日本政府公共工程研究所研究员
1992 - 2005:横滨国立大学环境风险实验室 COE 会员
研究项目
近期论文
聆听美国国家标准与技术研究所和夏威夷太平洋大学的 Jennifer Lynch 博士讲述她对太平洋中塑料污染物的研究经验。她提供了对塑料微粒污染的看法:塑料微粒污染对当地经济产生的影响、资金短缺以及与塑料微粒鉴定相关的技术挑战。她还分享了研究组使用 FTIR 和 FTIR 显微镜鉴定塑料微粒和中塑料的实践。