鱼体内微塑料检测方法研究

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微塑料污染日益严重,越来越多的证据表明水生生物存在摄食微塑料的现象。为获得相关科学认识,有效提取生物体内塑料是重要的实验手段。现有提取方式多是采用不同的消解试剂对生物组织消解,并对留存的微塑料进行定性定量分析。由于微塑料研究尚处于起步阶段,有关于生物体微塑料提取分析并不存在统一的分析标准,采用的消解试剂手段也不尽相同。甚至有的消解手段效果欠佳,组织残留物过多,导致对后续微塑料检测产生干扰;有的消解手段,对塑料形态甚至化学结构产生重要的影响,从而造成检测结果失实。这就需要探索一种对生物体消解效果较好,但又不会腐蚀塑料聚合物的高效、快速的检测方法。本文以鱼消化道为研究对象,探讨不同消解方案的消解提取效果。本文主要选取了酸及氧化剂这两种消解试剂。试验了不同浓度的H2O2、HNO3、HClO4单一试剂和不同浓度HNO3与HClO4多比例组合试剂、不同浓度HNO3与H2O2多比例组合试剂在室温(25℃)条件下对鱼体消化道的消解状况,并观察对聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS)共7种环境中常见塑料的影响状况。最终筛选出比例为1:4的HNO3(7.2mol/L)/H2O2(9.97mol/L)组合溶液在室温下放置12小时,能够有效消解鱼体消化道组织,并且不会对塑料颗粒造成明显腐蚀。由于鱼体消化道样品不同,在消解后有些样品中会有油脂块存在,影响过滤效率。对此加入表面活性剂十二烷基磺酸钠(C12H25SO3Na)溶液,同时利用超声清洗器进行超声作用30分钟,可以有效去除这些样品中残余的油脂块。消解前后分别对塑料颗粒进行称重,使用拉曼光谱仪光谱扫描,对比消解前后的变化情况。实验中除聚酰胺(PA)重量变化为+8.74±0.008%外,其余6种塑料重量变化全部介于-0.022±0.001%和+0.113±0.002%之间,未发生明显的变化。消解前后除了聚酰胺(PA)出峰位置发生一定的偏移,变化较大。其余6种塑料的谱图变化较小,在消解后仍能通过谱图被清晰地识别出来。说明消解过程不会对这些塑料颗粒产生严重腐蚀,不会降低鱼体内塑料的检出率。最后进行回收率分析,对7种塑料0.01-0.1mm、0.1-0.5mm、0.5-1mm、1-5mm的4个粒径,对每种塑料的这4个粒径范围进行回收率验证实验,发现对于同种塑料颗粒而言,粒径越大,回收率越大。实验所用塑料各个粒径范围的平均回收率均达到90%以上,当粒径范围达到1-5mm时,每种塑料的平均回收率达到95%以上,甚至达到100%。该方法可以有效地回收鱼体中的微塑料。因此,该方法节省了时间,最大限度地减少了材料损失和污染风险,有利于塑料颗粒和纤维的识别,从而为鱼类消化道中微塑料的检测和定量提供了一种有效的方法。
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