塑料因成本低廉、特性豐富而備受歡迎，成為近幾十年來使用最廣泛的材料之一，但隨之而來“微塑料（MP）污染”問題也日益突出，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境健康。美國明尼蘇達(dá)大學(xué)公共健康學(xué)院 2017 年 9 月發(fā)布的一項(xiàng)研究報(bào)告顯示，美國超過 94% 的自來水被檢出含有塑料微粒；在歐洲，這個(gè)數(shù)字是 72%。

       一個(gè)恐怖的事實(shí)是，我們周圍的水中很可能充斥著看不見的塑料顆粒！怎么辦？干了這碗塑料湯？No No No…

       中國科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所李連禎、駱永明等最近在 Nature Sustainability 雜志上發(fā)表的研究結(jié)果顯示，亞微米級(jí)甚至是微米級(jí)的塑料顆粒可以穿透小麥和生菜根系進(jìn)入植物體，并能在蒸騰拉力的作用下通過導(dǎo)管系統(tǒng)隨水流和營養(yǎng)流進(jìn)入作物可食用部位，否定了科學(xué)界先前“微塑料不可能存在于在日常食用的蔬菜和農(nóng)作物中”的普遍觀點(diǎn)。

 

       這么看來，這碗塑料湯可能要變成塑料粥了。

 

       研究人員在努力開發(fā)更為簡便、直接的檢測(cè)方法，對(duì) MP 定量和表征，以便了解、研究、控制這一威脅。近十年來，微塑料的相關(guān)研究呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，對(duì)檢測(cè)微塑料的形貌、組成、濃度等信息的方法要求越來越高。由于 5 μm 以下的 MP 有可能越過生物屏障，穿透組織并在器官中積累，因此，對(duì) 5 μm 以下的 MP 的信息需求更為迫切。

       迫切的檢測(cè)需求激發(fā)了研究人員的思路…

       電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）憑借分析元素的靈敏度高、檢出限低、可分析的元素種類多等優(yōu)勢(shì)，常常被用在檢測(cè) ppt 到 ppm 級(jí)含量的樣品當(dāng)中。

單顆粒模式下運(yùn)行的 ICP-MS (spICP-MS) 已經(jīng)被大量應(yīng)用在檢測(cè)金屬納米顆粒物的研究之中，為研究人員同時(shí)提供相應(yīng)的化學(xué)成分，顆粒尺寸和尺寸分布（等效球體直徑），顆粒質(zhì)量濃度和顆粒數(shù)密度等信息。

 

       在使用 ICP-MS 分析碳元素時(shí)，由于碳離子化效率較低，背景干擾較大，因此很少會(huì)被應(yīng)用。但是在 spICP-MS 模式中，儀器的駐留時(shí)間會(huì)設(shè)定地較低（0.1 毫秒），降低了每一個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的背景信號(hào)值，但保留了待測(cè)元素的信號(hào)強(qiáng)度，從而增強(qiáng)了信噪比，使得分析較低粒徑的含碳顆粒物成為可能。

       正是這個(gè)原因，spICP-MS 也被研究人員嘗試應(yīng)用到分析微塑料當(dāng)中。

       Eduardo Bolea-Fernandez 等在 2019 年底發(fā)表論文闡述了應(yīng)用 spICP-MS 模式分析對(duì)聚苯乙烯（PS）塑料微球進(jìn)行定量分析（顆粒物濃度，質(zhì)量濃度和粒徑分布）的方案[3]，作者通過 spICP-MS  模式監(jiān)測(cè)碳（13C）含量來開發(fā)分析方法：

       首先，比較了分別依靠碳和鈥元素檢測(cè)到的摻雜鑭系元素的 2.5 μm PS微球的數(shù)量，驗(yàn)證了方法可以準(zhǔn)確定量顆粒物濃度和粒徑分布，并且可以計(jì)算顆粒物質(zhì)量濃度。

 

       之后，盡管與 13C 的背景有較大的重疊，作者驗(yàn)證了這個(gè)新方法可以用來分析  1 μm PS 微球。而且，在分析的 2.5 μm 和 1 μm 的 PS 微球中，最頻信號(hào)強(qiáng)度之間的比率與計(jì)算的理論比率非常吻合。

 

       這些結(jié)果表明了在研究領(lǐng)域，應(yīng)用 spICP-MS 方法表征球體微塑料的顆粒數(shù)濃度、質(zhì)量濃度和尺寸分布的技術(shù)可行性。如果應(yīng)用該方法對(duì)環(huán)境水體的微塑料檢測(cè)，定量和大小表征，仍需要進(jìn)一步研究優(yōu)化方法。

 

       盡管以上方法還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，而對(duì)于建立一套有效的環(huán)境水體中微塑料全面監(jiān)測(cè)方法，甚至是治理微塑料污染，我們能做的仍然非常有限。

       不過我們也不應(yīng)該因此感到絕望，可以看到的是，政府正在逐漸完善微塑料監(jiān)測(cè)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，社會(huì)愈加重視塑料制品造成的生態(tài)環(huán)境危害，研究人員也正在開發(fā)監(jiān)測(cè)和治理方法…這碗塑料湯，我們不干！