过滤和筛选技术是最常见和大范围的应用的物理方法,用于从样品中分离微塑料颗粒和纤维。这些技术利用滤纸、膜过滤器、网孔滤膜等材料的孔径大小不同,将微塑料与其他固体或溶液组分分离开来。离心和沉降技术则是利用微塑料与液相或悬浮液中其他颗粒或组分的密度差异,通过离心或沉降过程实现微塑料的分离和富集。
②光学显微镜和显微成像技术:光学显微镜和显微成像技术是直接观察和鉴定微塑料的常用方法。通过放大和分析样品中的微塑料颗粒和纤维,能确定其形状、大小、颜色和其他特征。后来发展的显微成像技术,如扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM),能够给大家提供更高分辨率和更详细的形态特征,并且还可以与能谱分析技术相结合,实现微塑料颗粒的化学成分分析。
①高效液相色谱法(HPLC):通过流动相的控制和柱填料的选择实现微塑料的分离和定量。为了定量分析微塑料,能够准确的通过目标微塑料的特性和分析要求使用不相同的检测器,如紫外可见光检测器或荧光检测器。
②气相色谱质谱联用法(GC-MS):可用于对微塑料样品中的化学成分进行定性和定量分析。通过GC-MS的定性分析,能确定微塑料样品中存在的有机物,而GC-MS的定量分析可用于确定微塑料样品中不同化合物的浓度和含量,从而评估其环境风险和影响。GC-MS可以同时检测多个目标化合物,提供对微塑料样品中化学成分的全方面了解。由GC-MS逐渐衍生出了热解-气相色谱质谱联用(Py-GC-MS)、溶剂热解-气相色谱质谱联用(TDS-GC-MS)、热萃取解吸-气相色谱质谱联用(TED-GC-MS)技术等。
①傅里叶变换红外光谱(FTIR):FTIR技术基于不同的化学键和官能团在红外区域的振动和拉伸吸收带,提供了微塑料的指纹图谱。微塑料的红外光谱图可以与已知的参考库进行比对,以确定微塑料的类型和化学成分。此外,FTIR还能够适用于定量分析微塑料的含量,经过测量红外吸收峰的强度和面积来推断微塑料的浓度。
②拉曼光谱:拉曼光谱经过测量微塑料的分子振动信息来确定种类和分布情况。微塑料的化学结构和分子振动模式在拉曼光谱中具有独有的特征,能够最终靠与参考库进行比对来鉴定微塑料的类型和含量。
通过分析样品中的拉曼散射光谱,能确定微塑料的化学键、官能团和结构特征。其被大范围的使用在表征颗粒小于20μm的微塑料,且适合于分析粒径小至1μm的样品。近年,红外拉曼一体显微镜实现了在不移动样品的情况下,使用同一显微镜,对样品的同一位置(微小区域)快速获得互补的红外和拉曼的多维度光谱信息,摆脱繁琐的样品转移、标记、定位工作,助力宽尺寸范围、原位、多光谱的微塑料检测。