科学家发现识别细小微塑料的新方法

niwanmao

从化妆品中的微球到垃圾风化和分解后的残留物，都含有大量的微塑料（小于 5 毫米），如今已遍布世界各地海洋和内陆水域。较小的微塑料对生物健康的影响往往大于较大的微塑料，因为它们最有可能被食物链底层的基础物种（如浮游动物）摄取。遗憾的是，对于较小的微塑料（< 10 μm），目前还没有现成的分析方法可以将微塑料计数和聚合物测定结合起来，而 1-20 μm 的微粒也很难用现有技术进行量化。

来自比奇洛海洋科学实验室和明尼苏达大学德卢斯分校的研究人员现已开发出一种创新的分析方法，结合不同专业技术，如流式细胞术，来检测和计数这些微小塑料。研究小组利用苏必利尔湖的水样对此技术进行了测试，相关研究成果发表在近期出版的《林学与海洋学方法》杂志上。

该研究共同作者、比奇洛实验室高级研究科学家尼科尔-波尔顿表示：“有了这种方法，我们不再只是盲目地计数颗粒或依赖数学模型。我们可以实际确定存在的塑料数量和类型。”

微塑料范围从头发丝宽度的几分之一到米粒长度，包括各种类型的塑料化合物。这些微粒通常含有有害化学添加剂，可穿透大脑和肠道的生物屏障。它们还可作为海绵，吸附并运输病原体和石油等污染物。

微粒的毒性和对环境的影响取决于微塑料的数量和类型，包括其化学成分、大小和形状。然而，科学家们对这些信息知之甚少。

明尼苏达大学德卢斯分校教授、新研究主要作者伊丽莎白·米诺表示：“以前的微塑料风险评估并未涵盖我们认为在环境中最常见的塑料类型和大小，部分原因是我们在测量方面并不擅长。”

在新方法中，研究人员首先处理水样，去除可能被误认为微塑料的有机物，并向水样中加入一种能染上塑料的尼罗河红染料。接着，他们使用流式细胞仪检测微粒，通过微塑料发出的红光，将其从样本分离出来。


在实验室内完善这一方法后，研究人员使用苏必利尔湖的天然地表水样本进行了测试。他们发现，大小在5至45微米范围内的颗粒比传统方法测量的较大颗粒更多，多出好几个数量级。他们还发现了聚乙烯和聚丙烯（常见于一次性塑料袋和纺织品等产品），这是确定塑料污染源的重要一步。

由于塑料制品在从实验室设备到衣物等各种物品中的普遍存在，污染已成为一个严峻挑战。目前，5微米以下的微粒仍太小，难以确定其数量，例如，尼罗河红染料产生的少量固体沉淀很难与最小的塑料碎片区分开。

尽管存在这些局限，研究人员的新方法仍比之前更全面地了解了更小范围内微塑料的数量和类型。这突显了流式细胞术在快速计数微塑料方面的潜在优势，有助于提高在现实世界中风险评估的适用性。

米诺表示：“虽然人们对微塑料非常关注，但我们实际上尚未妥善解决这一问题。然而，我们用这种新方法找到了突破口，可以开始更准确、更详细地研究问题。”

编译自：https://www.eurekalert.org/news-releases/1007947

原始文献：Minor EC, Gomes UD, Schreiner KM, et al. Small microplastic particles in Lake Superior: A preliminary study coupling Nile red staining, flow cytometry and pyrolysis gas chromatography–mass spectrometry. Limnology & Ocean Methods. 2023;