使用红外显微成像技术快速鉴别海水中的微塑料

微塑料（Microplastics）是近年来广受关注的新兴全球性 海洋环境污染物，目前关于微塑料的定义国际上并没有 统一标准，一般指直径小于 5mm 的塑料碎片或塑料颗粒， 也有一些文献将微塑料划定为直径小于 1mm 的塑料碎片 或塑料颗粒。由于这些塑料垃圾在海洋中不会生物降解 , 只能通过物理作用成为形体越来越小的有毒碎片而留存 在海洋中从而成为一项严重污染来源，在破坏、威胁着 海洋环境，更可怕的是它已经开始渐渐地进入食物链 , 被 海洋生物以及鱼虾类摄取，最终经过食物链会被人类食 用，严重影响到海洋生态系统和人类健康。 

红外光谱仪已经广泛用于鉴别大尺寸的高分子材料， 对于较大的塑料样品可以选择不怕潮可电池供电的 Spectrum ™ Two 红外光谱仪放到船上做快速塑料的鉴 别；而对于肉眼无法识别的微小的塑料颗粒，就需要选 择红外显微镜成像系统用于这些微塑料的检测和鉴别。 本文将介绍使用 Spotlight ™ 400 红外显微成像系统（图 1）快速鉴别海水中的微塑料颗粒。

海水样品经过一系列的前处理后去除有机质，再通过滤 膜过滤，然后将带有样品的滤膜在空气中干燥之后得到 待测样品（图 2, 左），本文采用的海水样品来源于辽宁 省海洋水产科学研究院。将待测样品放置到 Spotlight ™ 400 的载物台上，先在可见光下观察样品可见图像（图 2, 右）并选取样品区域，扫描选定区域的红外成像数据。 从样品的可见图像上（图 2，右）可以明显看出滤膜上 分布着不规则的颗粒，至于哪些是塑料颗粒需要进行红 外谱图分析才能确定。

因此对选定区域红外成像数据的 扫描，得到总平均吸光度成像（图 3，左），对每个颗 粒进行红外谱图分析（图 3，右），发现选定区域右上 角两个颗粒的红外谱图均为聚苯乙烯的红外特征吸收， 再对照聚苯乙烯的标准谱图，可以最终确定该海水样品 中含有聚苯乙烯（Polystyrene）微塑料颗粒。