摘要

每年全球大量廢棄塑料進入環(huán)境，分解形成微塑料,，目前全球都把微塑料當做一個嚴重的環(huán)境污染源,。環(huán)境中土壤受到微塑料污染，則對土壤中微塑料分析變得必要,。熱裂解可對此微塑料進行有效的分析。本應(yīng)用采用Pyroprobe 6150熱裂解串聯(lián)GC-MS利用微塑料的特征裂片組分對環(huán)境中土壤的微塑料進行定性定量分析。

1. 儀器設(shè)備

1.1 Pyroprobe 6150熱裂解儀,，CDS Analytical

1.2 Flex-HPSE 全自動高效快速溶劑萃取系統(tǒng)，萊伯泰科

1.3 M*p-10多通道平行濃縮儀,，萊伯泰科

1.4 GC-MS QP-2010SE氣質(zhì)聯(lián)用儀,，島津

2. 標準曲線

選擇市場常用和主要的6種塑料，分別為聚乙烯PE,、聚丙烯PP,、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、聚甲基丙烯酸甲酯PMPM,，聚對苯二甲酸乙二醇酯PET,。從化學(xué)試劑公司采購這6種塑料純品。

熱裂解分析塑料聚合物的樣品量應(yīng)<100µg,，土壤中微塑料的含量較低,，則更小的固體樣品量是無法用天平稱取?？刹捎酶邷馗邏悍椒▉砣芙馑芰系饺軇┲?，再通過控制液體進樣體積來制作標準曲線。

用天平分別稱取2mg各微塑料,，利用高溫高壓萃取方式進行溶解,，高壓萃取罐10mL , 萃取溫度180℃ ，高壓1500psi ,，每次萃取時間30min ,，萃取3次，萃取溶劑為二氯甲烷,，最終溶劑定容40mL ,。

塑料高溫高壓在有機溶劑萃取后，仍然不是溶液狀態(tài),，實際是懸濁液,，只是塑料的顆粒極其小，在充分晃動后,，6種微塑料顆粒在溶劑中能均勻分散,。則盡量取大體積進樣，則分析穩(wěn)定性會更好,。CDS Pyroprobe6150的樣品管為20µL ,取滿1個樣品管為1µg,，則可反復(fù)蒸發(fā)干和再加入方式，可分別取1～5管,，則為1µg,、2µg、3µg,、4µg,、5µg 。

圖1. 6種微塑料的標準曲線

3. 樣品前處理

取研細過篩后的環(huán)境土樣5g,，在105℃烘箱中干燥過夜,，與3g硅藻土混合均勻，裝填至10mL的萃取罐中,。同樣方法裝填好兩個萃取罐后,，置于HPSE中（多通道運行,，可同時萃取多個樣品），按表1方法萃取,。萃取液收集到50-1mL濃縮杯中,。

將收集管置于M*p-10中，濃縮溫度40℃,，開啟定容功能,，定容為1mL，待測,。

表1. HPSE萃取條件

4. 儀器條件

熱裂解儀：熱裂解700℃  40s ,；interface 300℃ 3min；閥箱300℃,；傳輸線320℃ ,。

GC-MS：進樣口320℃；50:1分流,；色譜柱 DB-5 0.25m*30m *0.25µm,；柱溫箱40℃保持2min ,10℃/min升到100℃，50℃/min升到300℃,，保持3min  ,；接口320℃；EI源,；SCAN 35-600amu,；離子源250℃,；溶劑延遲 0.5min ,。

圖2. 標品TIC圖及定量特征組分

利用熱裂解分析微塑料，主要是通過裂解腔的高溫來分解塑料為裂片小分子,，這些小分子可以在GC-MS得到分析,，從裂片小分子中挑選定量組分和定性組分，則可對塑料進行定性定量分析,。

表2. 6種塑料定量和定性特征組分

5. 樣品測試

稱取10g土壤為樣品,，進行前處理，高溫高壓的溶劑萃取,，再進行濃縮至1mL,，取20µL進PY-GC-MS分析，品中檢出PS 25mg/kg ,，PP 14mg/kg ,，其他塑料未檢出。

6. 結(jié)論

CDS Pyroprobe熱裂解儀利用高溫高壓溶劑萃取和濃縮進行處理后,，簡化了土壤中微塑料的前處理步驟,，可準確對土壤中微塑料進行定性定量分析,。

7. 方案特點

目前土壤中微塑料的常用前處理方法是浮選、過濾,、濃縮,，操作比較繁瑣；且微塑料為顆粒態(tài),，在濃縮過程中,，很容易粘在管壁，以及濃縮后向熱裂解進樣過程中,，很難有效轉(zhuǎn)移進樣品管,，則對定量結(jié)果影響很大；在進樣時,，微塑料顆粒容易造成GC-MS的過載,，這時無法控制進樣量，則沒有辦法應(yīng)對,。

利用高溫高壓溶劑萃取,，可將較難把握的塑料固體顆粒轉(zhuǎn)化為容易控制的近乎溶解態(tài)的懸濁液，則微塑料在溶劑中分布均勻,，在濃縮時粘壁少,。且不須全部進樣熱裂解，可根據(jù)是否過載和標準曲線范圍等情況,，靈活控制進樣量,，取濃縮后的1mL中的一定量體積進樣即可。

對塑料這種高聚物的定量較難,，利用熱裂解可將塑料高聚物裂解為小分子,，結(jié)合GC-MS進行準確定量分析。

則此分析方法簡化了前處理步驟,，提高前處理回收率,，再通過PY-GC-MS可對土壤中微塑料進行準確的定性定量分析。