空气中微塑料的分析方法

本发明涉及工作场所空气采样分析，具体涉及微塑料的采样与定性方法。

背景技术：

1、微塑料是一种直径小于5mm的塑料颗粒或塑料碎片。作为新型污染物的一种，微塑料已经逐渐被人们认知并开展研究。塑料和纤维产品是微塑料的来源之一，目前全球塑料的年产量达到了4.3亿吨，共有约900万人从事塑料原料生产与后期加工的工作，在职业活动中极易暴露在微塑料的环境中。流行病学的研究证明，劳动者长时间接触塑料粉尘，会导致肺功能损伤和copd的发生，长时间接触聚氯乙烯粉尘还会增加肺癌的风险。因此，工作场所空气中微塑料的暴露风险评估显得极其重要。

2、目前微塑料的定性分析方法主要有红外光谱法、显微拉曼法、质谱法等，但由于空气样本中的成分较为复杂，样本前处理的往往比较复杂，需要进行转移、洗脱、浮选、染色等步骤。若微塑料的浓度较低，也不易完成定性分析。因此，为了更方便了解工作场所空气中微塑料的暴露情况，亟待建立一种可靠便捷的微塑料采样与定性方法。

技术实现思路

1、针对现有的技术不足，本发明提供一种样本前处理简单，能快速得到分析结果的空气中微塑料的分析方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种空气中微塑料的分析方法，包括以下步骤：

4、利用滤膜法收集空气中的微塑料；

5、采用有机溶剂溶解收集有微塑料的滤膜，使微塑料分散在有机溶液内；

6、获取分散有微塑料的有机溶液的高光谱图像；

7、将高光谱图像中微塑料的光谱与标准光谱比对，对微塑料进行定性分析确定微塑料的种类。

8、采用有机溶剂溶解收集有微塑料的滤膜，使微塑料分散在有机溶液内的步骤，包括：

9、将收集有微塑料的滤膜放置于显微镜载玻片上，盖上盖玻片压平滤膜防止卷曲；

10、采用进样针取丙酮试剂，针头插入载玻片与盖玻片之间，持续缓缓注入丙酮试剂于滤膜上，观察滤膜直至完全被浸润溶解；

11、按压盖玻片，消除浸润溶解过程中产生的气泡；

12、在载玻片与盖玻片交界处涂抹热熔胶，形成内部丙酮处于液态的密封样品。

13、丙酮可以与聚合纤维素酯发生反应，溶解滤膜，同时无法溶解微塑料，因此起到了从滤膜上分离微塑料的作用。

14、使用纳米高光谱显微镜获取疑似微塑料的图像，获取图像中每一个像素点的光学光谱，图像放大倍数为60倍，曝光时间为0.1~0.15ms。

15、纳米高光谱显微成像无需荧光标记即可识别10nm以上颗粒，可呈现高信噪比和高分辨率的图像。

16、标准光谱波长范围为400-1000nm，光谱分辨率为1.5nm。

17、使用sam(spectral angle mapper)算法，匹配角度设置为0.1弧度，将高光谱图像中各个像素点的光谱与标准光谱进行相似性匹配，并将与标准光谱特征匹配相同的像素点进行彩色标记，被彩色标记部分的种类即为标准品对应的种类。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、本发明通过注入有机溶剂溶解滤膜便可将微塑料分散至溶解中，无需进行过滤、浮选、染色等前处理步骤便实现了分离微塑料的效果，避免了较为复杂的前处理过程。

20、本发明采用有机溶液溶解滤膜并得到分散有微塑料的有机溶液，密封成高透光率的密封样品，处理后的微塑料被分散在高透光率的密封样品中，干扰因素少，提高了可视化效果，可清晰地观察到微塑料的形态，获取微塑料的光谱特征。

21、3、本发明在样品前处理时，有机溶剂的注入速度控制在4μl/s~6μl/s，同时盖玻片时刻保持固定不动的状态，保证了微塑料定位在玻片上不被冲散，也避免了滤膜卷曲影响溶解效率。

22、4、本发明共计有采样、前处理、获取光谱、扫描观察和定性五个步骤，一个空气样品的采集需要30min~60min，前处理需要5min~10min，获取光谱需要5min~10min，扫描观察需要10min~15min，定性需要10min~15min，整体2小时内即可完成从采样到最终定性的过程，实现了快速确认微塑料种类的目标。

23、综上，本发明具有前处理简单、处理效果好、方法快速便捷的特点。

技术特征：

1.一种空气中微塑料的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，获取分散有微塑料的有机溶液的高光谱图像的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，采用有机溶剂溶解收集有微塑料的滤膜，使微塑料分散在有机溶液内的步骤，包括：

4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，丙酮试剂的注入速度为4μl/s~6μl/s。

5.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，将分散有微塑料的有机溶液进行密封形成密封样品，包括：

6.根据权利要求1-5任一所述的分析方法，其特征在于，利用滤膜法收集空气中的微塑料步骤，使用定点采样法，以10l/min的流量采集30min或60min。

7.根据权利要求1-5任一所述的分析方法，其特征在于，利用滤膜法收集空气中的微塑料步骤中，滤膜为用聚合纤维素酯材质的微孔滤膜，孔径为0.8μm，滤膜直径为40mm。

8.根据权利要求1-5任一所述的分析方法，其特征在于，获取分散有微塑料的有机溶液的高光谱图像步骤中，使用纳米高光谱显微镜获取高光谱图像，获取图像中每一个像素点的光学光谱，图像放大倍数为60倍，曝光时间为0.1~0.15ms。

9.根据权利要求1-5任一所述的分析方法，其特征在于，将高光谱图像中微塑料的光谱与标准光谱比对，对微塑料进行定性分析步骤中，标准光谱的波长范围为400-1000nm，光谱分辨率为1.5nm。

10.根据权利要求1-5任一所述的分析方法，其特征在于，将高光谱图像中微塑料的光谱与标准光谱比对，对微塑料进行定性分析步骤中，使用sam算法，匹配角度设置为0.1弧度，将高光谱图像中各个像素点的光谱与标准光谱进行相似性匹配，并将与标准光谱特征匹配相同的像素点进行彩色标记，被彩色标记部分的种类即为标准品对应的种类。

技术总结本发明公开了一种空气中微塑料的分析方法，包括以下步骤：利用滤膜法收集空气中的微塑料；采用有机溶剂溶解收集有微塑料的滤膜，使微塑料分散在有机溶液内；获取分散有微塑料的有机溶液的高光谱图像；将高光谱图像中微塑料的光谱与标准光谱比对，对微塑料进行定性分析确定微塑料的种类。本发明方法无需染色标记即可进行微塑料成像和定性，具有前处理简单、处理效果好、方法快速便捷的优点。技术研发人员：卞倩,丁若恒,肖甜受保护的技术使用者：江苏省疾病预防控制中心（江苏省预防医学科学院）技术研发日：技术公布日：2024/11/14