识别瓶装水中的微塑料颗粒欧洲杯猜球平台

塑料是各种产品的有吸引力的材料,因为它们可以形成欧洲杯足球竞彩具有不同物理特征的无限形状。

大规模和不同用法导致大量塑料材料最终成为废物。欧洲杯足球竞彩塑料废物的尺度范围从大型,易于处理,高度可见且易于检测到的大型塑料到可能太小的微塑料颗粒,无法与正常视觉识别。欧洲杯猜球平台微塑料颗粒被定义为欧洲化学局欧洲杯猜球平台(ECHA)的尺寸从5 mm到1 nm的颗粒。

The primary source of these microplastics is from sources where the plastics have been manufactured as minor particles (such as in some cleaners and cosmetic products) or as secondary products that came from the photochemical, mechanical, or thermal break down of larger plastic items.

关于微塑料的大量研究集中在海洋环境和相关方面的污染上,例如水生动物,海鲜和海盐。微型塑料也出现在国内供水中,甚至出现在瓶装水和其他饮料等商业产品中。

微塑料颗粒识别和检测对于确定这些污染物的可能来源以及了解与不同类型材料相关的健康风险和环境影响很重要。欧洲杯足球竞彩正在努力了解这些微塑料的全部影响。

微塑料分析的最重要挑战之一是将微塑料颗粒与不同类型的材料区分开,并确保错误识别不会导致过高估计样品中的微塑料数量。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台

本文将重点介绍稀水悬浮液中的微塑料,但人们认识到可以有所有类型的矩阵包含微塑料颗粒。欧洲杯猜球平台颗粒通过过欧洲杯猜球平台滤分离。过滤后,样品由过滤器上的一组颗粒组成,在那一刻,分析需要一种简单的方法来区分和识别其他颗粒领域内的微塑料欧洲杯猜球平台颗粒。

Two different forms of vibrational spectroscopy,拉曼和FTIR光谱,专门用于识别不同的聚合物材料。欧洲杯足球竞彩分子指纹是由反映在聚合物材料振动光谱中的分子信息产生的。欧洲杯足球竞彩然后,分子指纹可以与光谱数据库一起使用,以确定不同类型的聚合物材料。欧洲杯足球竞彩

红外和拉曼光谱供应光谱信息相似但不完全相同。红外光谱依赖于偶极矩的变化,主要用于检测在多种聚合物材料(酰胺,胺,羟基,碳纤维等)中发现的极性官能团。欧洲杯足球竞彩拉曼光谱依赖于极化性的变化,因此可用于查看聚合物主链结构以及在芳香族和烯烃等分离式电子中的位置。

通过分子结构的变化,拉曼光谱可以更准确。拉曼光谱和红外光谱法可用于识别不同类型的聚合物。但是,当一起使用时,它们提供的互补数据比孤立的两种技术更有用。红外和拉曼光谱均可用于分析显微镜大小的样品。因此,振动光谱是用于鉴定和分析微塑料颗粒的必不可少的工具。欧洲杯猜球平台

本文中讨论的微塑料颗粒的分析可以称为目标离散点分析方法。欧洲杯猜球平台在这种方法中,通过显微镜缝合在一起以创建视觉镶嵌的显微镜从众多视野中获得可见图像。该视觉镶嵌物用于自动选择可能的粒子进行分析,并提供有关颗粒形状和大小的信息。欧洲杯猜球平台振动光谱是从所有靶向颗粒中收集的,用于识别哪些颗粒是真正的微塑料。欧洲杯猜球平台

该方法的关键输入是颗粒的良好视觉图像和具有最小光谱干扰的滤镜材料。欧洲杯猜球平台此方法优于仅收集整个过滤器的拉曼图像,因为在合理的分辨率下成像如此大的面积需要大量的光谱数据。如果滤波器上颗粒的分布相对较少,则大量光谱数据将欧洲杯猜球平台仅显示滤波器和无颗粒。

实验

本研究中使用的样品是商业上可用的500毫升饮用水。使用Thermo Scientific™微粒样品制备套件过滤饮用水。该套件包括10mm x 10mm硅滤波器,可用于传输FTIR分析,反射FTIR分析或对分离颗粒的拉曼分析。欧洲杯猜球平台

然后使用Thermo Scientific™DXR2拉曼显微镜和10 MX FTIR成像显微镜中的Thermo Scientific™Nicolet™对硅过滤器进行检查。这两种工具都使用专门为自动粒子分析设计的软件选项。Nicolet In10 MX FTIR成像显微镜使用Thermo Scientific™OMNIC™PICTA™软件中的粒子向导选项,而DXR2 Raman显微镜使用Thermo Scientific™OMNIC™ATLUS ATLLUS和THERMO Scientific™Atlus的一部分的粒子分析选项和Thermo Scientific™OMNIC™用于色散拉曼软件。

使用MCT A检测器和每光谱64扫描时,使用IN10 MX FTIR成像显微镜在传输模式下完成了分析。选择了硅过滤器中心附近颗粒的区域作为欧洲杯猜球平台背景位置。粒子向导例程根据粒径自动选择孔径。通过可见的镶嵌图像的图像分析确定电位颗粒的数量,并欧洲杯猜球平台通过调整灵敏度和粒度参数来完善。

使用DXR2拉曼显微镜分析使用532 nm激光器和10倍物镜完成。使用2S暴露和十个暴露收集每个光谱。

The number of potential particles was selected using the Particle Analysis routine, and similarly to the iN10 MX FTIR Imaging Microscope, analysis was based on an image analysis of the visual mosaic along with size and sensitivity parameters.

Results and Discussion

使用两者的工作流程DXR2 Raman and iN10 MX FTIR Imaging Microscopesare very comparable. In both approaches, the analysis begins with defining and collecting a visual mosaic of the area on the silicon filter containing the particles filtered from the drinking water. Subsequently, image analysis of the visible mosaic is used to select possible particles. This analysis interrogates the contrast in the image, and the sensitivity can be adjusted to determine what visual features are selected as particles. A filter can be used to select what sizes of particles are chosen for analysis. These parameters help determine the number of potential particles selected for spectroscopic analysis.

图1显示了使用IN10 MX FTIR成像显微镜和带有从瓶装饮用水过滤的颗粒的硅滤镜中使用粒子向导软件的粒子选择过程。欧洲杯猜球平台

用于粒子分析的工作流程:(a)视觉图像,(b)选择潜在粒子,(c)收集光谱数据并报告结果。欧洲杯猜球平台

图1。用于粒子分析的工作流程:(a)视觉图像,(b)选择潜在粒子,(c)收集光谱数据并报告结果。欧洲杯猜球平台

一旦选择了所有可能的粒子,下一步是收集光谱数据以识别微塑料颗粒。欧洲杯猜球平台并非所有在视觉上识别为粒子的特征实际上都是粒子。欧洲杯猜球平台由于过滤器的划痕或变色或其他没有不同材料的视觉差异,它们可能会被误解。欧洲杯足球竞彩也可以具有基于矿物或生物学的颗粒。欧洲杯猜球平台

尽管有趣,但这些类型的粒子并不是该分析的目的。欧洲杯猜球平台某些粒子材料(例如金属)不会欧洲杯足球竞彩是拉曼或红外活性,因此不会提供振动光谱。现实只是微塑料的一小部分,而分析的目的是揭示这些颗粒。欧洲杯猜球平台

Once the spectral data is collected, the spectra are compared to spectral databases to identify matches and isolate the particles. A summary of the quantity and type of each particle is included in the analysis report, along with the spectra from the individual particles and the dimensions of the particles.

The analysis reports can be exported as text documents, which can be incorporated into other software programs or can be outputted in an electronic format or hard copy printed. A summary of the identified microplastic particles from the silicon filter both for the FTIR and Raman analysis is shown in Table 1.

Table 1.通过FTIR分析和拉曼分析,在硅滤清器上鉴定的微塑料颗粒的欧洲杯猜球平台摘要。

ftir
(总粒子 - 欧洲杯猜球平台801)
拉曼
(total particles – 1065)
PTFE 5 9
聚酯(PET) 3 3
聚苯乙烯 0 3
聚丙烯 3 3
非特异性长链脂肪液碳氢化合物含有材料欧洲杯足球竞彩 2 1
聚乙烯 2 1

颗粒的大小欧洲杯猜球平台约为10-200微米。完整报告中为每个粒子提供了长度和宽度信息。图2显示了拉曼分析中粒子的示例。该图显示了大约78微米的聚丙烯纤维,宽16微米。

Example of a microplastic particle from the Raman particle analysis of the silicon filter. The particle is a small polypropylene fiber approximately 78 microns long and 16 microns wide. The Raman spectrum of the fiber matches a library spectrum of polypropylene.

图2。Example of a microplastic particle from the Raman particle analysis of the silicon filter. The particle is a small polypropylene fiber approximately 78 microns long and 16 microns wide. The Raman spectrum of the fiber matches a library spectrum of polypropylene.

虽然拉曼和FTIR分析并未完全识别相同数量的微塑料颗粒,但大多数材料被确定为相同。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台不同的结果可以通过选择规则的差异,空间分辨率的差异以及收集光谱数据的方式来证明。其中一种技欧洲杯足球竞彩术倾向于通过其中一种技术更适合识别。两种技术的组合是优化对更广泛颗粒范围的分析的优势。欧洲杯猜球平台

As previously highlighted, only a small number of the potential particles are actually microplastics. Other materials such as minerals (titanium dioxide, quartz, and talc) and biological-based materials (protein, cellulose, and beta-carotene) were also identified. The majority of the features selected by the image analysis routine were not identified.

其中很大一部分只是视觉特征,并不代表真实的粒子。欧洲杯猜球平台其中一些是来自不含拉曼或ftir活跃的材料。欧洲杯足球竞彩这些区域的光谱显示出除了与过滤器本身相关的功能,没有任何功能。但是,鉴于目的是识别微塑料颗粒,因此这些其他材料未明确定义并不重要。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台

从非微塑料的颗粒中收集的光谱数据可能被视为减慢分析。欧洲杯猜球平台但是,由于数据收集和大多数分析都是自动化的,因此将微塑料与非微型塑料颗粒分离的艰巨而涉及的任务不需要手动的主观视觉排序。欧洲杯猜球平台因此,此过程节省了工作时间。

Summary

从海洋生物到食物和饮料,已经发现了微塑料的广泛地点。大多数微塑料可能在生物学上是良性的。但是,鉴于分布的范围和大量这些材料,了解总影响很重要。欧洲杯足球竞彩

考虑到这一点,重要的是能够隔离,检测和识别微塑料颗粒。欧洲杯猜球平台需要选择一种隔离技术进行光谱分析,以进行后续的光谱分析。发现基于硅的过滤器为两者提供了一定的优势FTIR和拉曼分析

Access to molecular information is provided by vibrational spectroscopy and is able to identify a wide variety of materials, including polymeric materials. Analysis of microscopic particles can be carried out with micro-spectroscopy. Infrared and Raman spectroscopy both provide molecular structure information, but each excels at identifying different aspects of polymer materials. Where one is weak, the other is strong, and so, together, they provide exceptional coverage in the identification of a wide variety of different materials.

此信息已从Thermo Fisher Scientific - 材料与结构分析提供的材料中采购,审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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    Thermo Fisher科学 - 材料与结构分析。欧洲杯足球竞彩(2020, February 07). Identifying Microplastic Particles in Bottled Water. AZoM. Retrieved on April 14, 2022 from //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=18943.

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  • 哈佛大学

    Thermo Fisher科学 - 材料与结构分析。欧洲杯足球竞彩2020。识别瓶装水中的微塑料颗粒欧洲杯猜球平台。Azom,2022年4月14日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=18943。

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