發(fā)布時(shí)間：2017-12-18 18:39

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)境樣品中微塑料理化特征的檢測(cè)和表征方法

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【摘要】：微塑料通常指直徑或長(zhǎng)度小于5 mm的塑料碎片、顆�；蚶w維,主要來源于塑料工業(yè)中泄露的原料、大塑料垃圾在海洋中形成的碎屑以及各種生活用品中的塑料微珠添加物等。微塑料由于具有更大的比表面積、能吸附更多的污染物以及更容易進(jìn)入生物體等特殊的性質(zhì),對(duì)海洋環(huán)境造成的影響遠(yuǎn)大于大型塑料垃圾。在針對(duì)微塑料的研究中,共同面臨的一個(gè)難點(diǎn)在于:從環(huán)境介質(zhì)中分離得到的樣品是一個(gè)包含了多種物質(zhì)的混合物,難以從中將微塑料分辨出來。因此,研究過程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是將微塑料這一目標(biāo)物質(zhì)從大量的雜質(zhì)中鑒別出來。為此,本文運(yùn)用了體式顯微鏡、顯微紅外光譜儀、顯微拉曼光譜儀、掃描電子顯微鏡、能譜儀等儀器,從微塑料的物理特征、化學(xué)成分和表面形態(tài)入手,對(duì)微塑料的鑒別方法進(jìn)行了探索和優(yōu)化。本文的主要成果及結(jié)論包括:(1)針對(duì)微塑料物理特征的檢測(cè)和表征,基于儀器鑒定的準(zhǔn)確度和局限性,綜合采樣方式可能造成的局限,本文建議:針對(duì)使用浮游生物拖網(wǎng)采集的樣品,將尺寸下限設(shè)定為333 μm,上限為5 mm;對(duì)于不適用浮游生物拖網(wǎng)采集的樣品,將尺寸下限設(shè)定為20 μm,上限為5 mm。最大程度地結(jié)合了儀器檢測(cè)的可靠性與實(shí)驗(yàn)室處理的可操作性。在尺寸的劃分上,建議將兩個(gè)尺寸級(jí)之間的跨度保持在微米級(jí)別,如以100、200或500μm為間隔設(shè)置尺寸區(qū)間。在使用儀器對(duì)樣品進(jìn)行鑒定的過程中,由于有色樣品中含有顏料添加劑,也會(huì)根據(jù)儀器的特性對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成不同的影響。建議將微塑料樣品的顏色按照透明、半透明、白色、紅色、黃色、藍(lán)色、綠色、黑色等實(shí)際顏色進(jìn)行記錄,便于對(duì)后續(xù)儀器鑒定中顏料添加劑的判斷,避免使用深色、淺色等籠統(tǒng)的概念進(jìn)行歸納�；诔霈F(xiàn)頻率和可行性,建議將微塑料的形狀分為纖維(Fiber)、碎片(Fragment)、薄片(Film/Sheet)、球狀(Sphere/Pellet)四大類型。同時(shí)建議以個(gè)數(shù)作為豐度的表征方式,在使用該表征方式時(shí),需要對(duì)各種不同環(huán)境介質(zhì)的表征方法進(jìn)行統(tǒng)一。沉積物樣品以干重為基準(zhǔn),生物體樣品首先判斷個(gè)體之間大小差異,個(gè)體不適用時(shí),使用動(dòng)物組織的重量為基準(zhǔn)進(jìn)行豐度的表征。(2)針對(duì)微塑料化學(xué)特征的檢測(cè)和表征,本文首次通過大量環(huán)境樣品的鑒定,考察了顯微紅外光譜儀、顯微拉曼光譜儀以及掃描電鏡/能譜儀在微塑料鑒別中的可行性。就顯微紅外光譜儀而言,本文分別針對(duì)LUMOS及NicoletiN 10 MX兩個(gè)不同型號(hào)的儀器,并針對(duì)儀器的反射、透射和衰減全反射(ATR)三種不同模式,進(jìn)行了基于環(huán)境樣品的方法摸索。發(fā)現(xiàn)NicoletiN10MX型紅外光譜儀適合在透射模式下進(jìn)行常規(guī)檢測(cè),其尺寸下限為15 μm左右;LUMOS型紅外光譜儀,采用了智能集成ATR附件的方式,故適合在ATR模式下進(jìn)行常規(guī)檢測(cè),尺寸下限為l0μm左右。顯微拉曼光譜儀也可用于微塑料的常規(guī)檢測(cè),但便捷性不如紅外光譜儀,其優(yōu)勢(shì)在于能夠通過600cm-1波長(zhǎng)以下的信息,推斷樣品中顏料的類型。此外,受到拉曼光譜儀本身激發(fā)光特性的影響,拉曼能夠?qū)崿F(xiàn)的測(cè)量下限遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于紅外光譜儀,本文成功獲取了直徑1 μn左右微塑料的拉曼光譜圖,同時(shí)避免了背底對(duì)譜圖的干擾。對(duì)于掃描電鏡/能譜儀在鑒定中的應(yīng)用,本文成功從不同的環(huán)境介質(zhì)中鑒別出了大量不屬于微塑料的硅藻、碳酸鈣、煤灰等顆粒,為微塑料定量研究的數(shù)據(jù)校正提供了可能途徑。建議將該儀器作為鑒定的輔助,排除非微塑料物質(zhì),提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X55;X834

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本文編號(hào)：1305228