6种消解方法对荧光测定生物体内聚苯乙烯微塑料的影响

微塑料污染已经成为全球性的环境问题,引起了人们的广泛关注,为了评估微塑料的生物效应,对生物体内微塑料进行准确定量成为了亟待解决的问题.在已有的微塑料研究中,利用荧光强度进行生物体内微塑料定量是较为常用的方法,而对生物样品进行消解则是重要的前处理方法.然而,消解可能会对微塑料产生破坏,影响微塑料的荧光强度,导致微塑料浓度的测定值与真实值存在巨大偏差.目前关于消解对微塑料荧光强度影响的研究比较匮乏,而荧光强度直接影响微塑料定量结果的准确性.因此本文研究了文献中常用的6种消解剂,分别为KOH、NaOH、H_2O_2、HNO_3、HNO_3∶HCl和HNO_3∶HClO_4,探究了不同消解方法对微塑料荧光强度和表面形态的影响,并选出最合适的微塑料消解方法.结果表明在6种不同消解方法中,KOH消解法(100 g·L~(-1),60℃)对微塑料的荧光强度影响最小,且对微塑料的表面形态没有明显影响.而另外5种消解法都不同程度地降低了微塑料的荧光强度,并造成了微塑料表面损伤,主要包括团聚、气泡、轻划痕以及深凹陷等.此外,利用KOH消解法对生物样品中的微塑料进行提取效率评估,回收率高达96.3%±0.5%,表明KOH消解法是一种合适的生物样品中荧光微塑料的提取方法.     

生物体微塑料提取方法比选研究

微塑料（<5mm）在淡水、海洋以及陆生生物体内被广泛检出,但由于提取方法不一致,限制了现有数据之间的可比性.本研究比选了4种消解方法对鱼胃等7种组织的消解效率,并通过显微镜检查、重量、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱综合评估不同提取方法对10种环境微塑料形态、重量和光谱特征的影响.结果显示,消解效率依次为10% KOH > RIPA组织裂解液+蛋白酶K > 蛋白酶K > 30% H₂O₂.另外,4种消解处理后PA（聚酰胺）颗粒重量均显著增加,H₂O₂处理后PU（聚氨酯）颗粒颜色略有变化,可生物降解塑料溶于10% KOH,而其他塑料处理前后重量和形态均未变化;4种消解处理前后所有塑料的红外光谱与拉曼光谱均未发生改变.综合以上,推荐以10% KOH为消解液,50℃、180r/min温育振荡6h作为分离提取生物组织微塑料的首选方案.     

水生生物样品中微塑料的提取和分离方法综述

目前水生生物样品中微塑料研究方法的多样化导致微塑料检出率参差不齐,不同研究成果之间的可比性较差。如何统一从水生生物体中提取和分离微塑料的有效方法,是微塑料研究中亟待解决的科学问题。本综述总结了60多篇文献中不同化学试剂对水生生物样品的消解效率及其对聚合物物理化学特征的影响,分析了后鉴定过程中滤膜的选择,并对不同方法的优缺点进行了讨论。     

土壤分析中高压消解法最佳实验条件的研究

在土壤分析工作中,为提取土壤与沉积物中的金属元素,常用的样品消解法是HNO_3-HClO_4高温消解法。此法存在着费时、爆沸、样品炭化与挥发等问题,高压消解法较好地克服了这些缺点,同时其提取效果相当于甚至高于HNO_3-HClO_4高温消解法,有些国家已经把高压消解法定为常规方法。     

消解方法对土壤中砷含量测定的影响研究

土壤中总砷的检测方法主要采用原子荧光法测定。样品的消解通常是用微波消解法、水浴消解法和电热板消解法,在这些消解方法中,可以采用不同酸进行消解。所以样品消解过程的不同对土壤中总砷含量的检测结果有至关重要的影响。主要从消解液的种类和加热方式两方面进行研究。结果表明,在准确度方面,加热方式对砷的测定值影响不大,而消解液的选取对结果的影响较大。当消解液是HNO3+HF+HCLO4时,由于样品能完全消解进入溶液中,因此砷的含量测定值较高。     

海水青鳉摄食微塑料的荧光和C-14同位素法示踪定量研究

微塑料已在多种海洋生物体内检出,造成不同程度的毒性效应,但由于技术限制,关于海洋鱼类对小粒径微塑料摄入和排出过程的定量研究仍比较缺乏.该研究针对生物体内小粒径微塑料定量示踪的技术难题,提出荧光和放射性同位素示踪法,并对比了两种方法的检测限、灵敏度和定性定量的方便程度等;同时以PS（聚苯乙烯,polystyrene）为微塑料代表,采用荧光法和C-14同位素法定量研究了PS微塑料（< 1 μm）在海水青鳉（marine medaka,Oryzias melastigma）成鱼和仔鱼中的摄入和排出情况,以及摄食行为对微塑料赋存状态的影响.结果表明:①荧光法适用于直观观察微塑料在生物体内的分布及高浓度暴露时的荧光定量,而C-14同位素法因具有更低的检测限和高的灵敏度,在复杂介质中的定量检测更具优势.②海水青鳉成鱼和仔鱼摄入微塑料的量随着培养时间而变化,且均在24 h摄入较多微塑料,成鱼（以鱼湿质量计）摄入的微塑料含量[（246.8±38.1）mg/g]显著（P < 0.05）高于仔鱼[（4.32±0.77）mg/g].③微塑料在海水青鳉体内主要分布部位为肠道（99.9%）,极少量在鱼鳃（0.07%）和体表（0.03%）中,表明摄食是微塑料进入鱼体的主要途径;在不喂食72 h后,微塑料在肠道内仍有一定量残留[（1.29±0.52）mg/g],鱼鳃中微塑料则完全排出至检测限以下.研究显示,海水青鳉通过对水中悬浮状态微塑料的摄入,将海水中的微塑料由初始悬浮分散态变成粪便团聚体沉入水底,在很大程度上改变了微塑料在环境中的赋存形态,由此对微塑料环境过程和生态效应产生的未知影响值得进一步关注.      

鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征

微塑料能够被水生生物摄入并对其产生毒性效应.以5条汇入鄱阳湖河流的入湖口、鄱阳湖出湖口和南矶山自然保护区为研究区,采集优势底栖动物铜锈环棱螺样品,对其进行组织消解并分离其中的微塑料,利用显微镜和红外光谱鉴定微塑料,分析鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料分布特征.结果表明,鄱阳湖典型区铜锈环棱螺体内微塑料丰度为（0.52±0.15）～（2.48±0.90） n·g^-1,赣江入湖口铜锈环棱螺体内微塑料丰度高于其他入湖口,南矶山湿地自然保护区铜锈环棱螺体内微塑料丰度最小.研究区铜锈环棱螺体内微塑料以粒径小于1 mm的透明纤维为主.铜锈环棱螺肠道微塑料丰度高于肌肉组织.本研究表明人类活动是影响铜锈环棱螺体内微塑料丰度的重要因素,对底栖动物中微塑料的调查有助于人们全面了解微塑料污染的生态风险.     

武汉城市污水中微塑料的分离、鉴定及其微观特征分析

为研究武汉城市污水中微塑料的分布特点及其表面形貌特征,采用以连续浮选分离装置为基础进行改进设计的微塑料提取装置对污水中微塑料进行分离,通过用65%硝酸和30%过氧化氢混合液（体积比为1:3）对污水样品进行消解,并采用筛网（300、600、1 000目）（100目=0.147 mm）和滤膜（1 μm玻璃纤维滤膜和20 nm氧化铝滤膜）分离技术建立起对水体微塑料和纳米塑料的分离富集方法.通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电镜-X射能谱分析联用（SEM-EDS）等方法对所提取微塑料颗粒的组成成分、赋存特征、表面形貌特征进行分析.结果表明:①提取装置的平均回收率在92%以上.②污水中微塑料类型主要为碎片类、泡沫类、薄膜类和纤维类.③FTIR结果证实,该方法所提取的微塑料颗粒中有聚乙烯、聚丙烯等成分,且发现了羰基、聚酯类物质存在,说明提取到的微塑料中可能有可降解塑料颗粒.④SEM-EDS结果显示,各类微塑料表面粗糙、撕裂程度不同,存在不同程度的风化痕迹,并在其表面发现Si、Cu、O、Al、Na、Ca、Ba等元素的富集.研究显示:改进的微塑料分离方法能够实现对污水中微塑料的高效提取;同时,明确了武汉城市污水微塑料的表面形貌特征及赋存特征,为未来武汉城市污水中微塑料污染的针对性治理提供理论依据.      

微塑料在舟山海域海产品中的污染状况分析

近年来浙江舟山海域水体污染严重,作为中国最大的天然渔场,海洋生物的食用安全受到人们越来越多的关注。为探索舟山海域海产养殖生物体内的微塑料污染现状,文章通过季节性采集枸杞岛紫贻贝养殖区的紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)样品,及空间性采集市售的舟山本岛、长白岛、嵊泗岛紫贻贝(M. galloprovincialis)、青占鱼(Pneumatophorus japonicus)、明虾(Penaeus chinensis)样品进行调查分析,研究生物体内微塑料季节变化规律、数量、大小及丰度。结果表明,微塑料在舟山海域生物体内存在不同程度污染,且呈现明显的地域差异。舟山所采生物样品平均丰度为(1.39±0.41)个/g,整体丰度与国内外已报道数据相比处于中等偏下水平,其中长白岛明虾体内微塑料丰度最高,达2.03个/g,嵊泗紫贻贝体内微塑料丰度最低。生物体内粒径20μm的微塑料占主体,达53.26%。以上结果表明,舟山海域生物体内受到一定程度微塑料污染,但污染不严重。     

碱消解-HPLC同时测定土壤中的无机汞和甲基汞

建立了碱消解-高效液相色谱(HPLC)同时测定土壤中无机汞和甲基汞的分析方法。试验研究了KOH/甲醇提取液浓度、消解时间以及反萃取剂Na2S2O3浓度对碱消解过程中甲基汞提取率的影响,当KOH/甲醇提取液浓度为25%、消解时间为12 min、Na2S2O3浓度为0.01 mol/L时,KOH/甲醇溶液对土壤甲基汞的提取率最高。提取出的无机汞和甲基汞,经衍生后HPLC法测定,流动相最佳选择为0.01 mol/LTBABr和0.025 mol/L NaCl的水溶液:甲醇=45:55(v:v)。在优化检测条件下,土壤样品中无机汞和甲基汞的检出限分别为1 ng/g和10 ng/g。该方法样品前处理简单、线性范围宽、精密度高、准确性好,适用于土壤中汞化合物的形态分析。     

微塑料加速老化及分离过程的实验研究

微塑料自然老化的长期性严重限制了老化微塑料的相关研究. 为了加速微塑料老化,并提高实验室分离效果,以高密度聚乙烯微塑料(high-density polyethylene,HDPE)为试验材料,通过单紫外(UV)和紫外活化过硫酸盐(UV+P)两种方法加速模拟微塑料自然老化,并基于老化过程中微塑料特性的改变,改进分离方法. 将虹吸管插入静置分层后的澄清液面底部,打开真空抽滤机使液体缓缓注入抽滤瓶,一方面分离浮于上部的微塑料,另一方面有效过滤澄清液体中的部分微塑料,以提高样品分离效率;通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和羰基指数(carbonyl index,CI)分别表征微塑料老化前后的形貌、官能团变化和老化程度. 结果表明:①相比于UV处理的微塑料,UV+P处理的微塑料具有更强的亲水性,表现在分离时长的显著性差异上(P<0.05). ②UV和UV+P两种老化方法产生的小分子有机物,通过4次清洗达到较高的去除率,分别为95.29%、94.71%. ③该分离方法下两种老化微塑料都有较高的样品产率,分别为84.63%(UV)、86.63%(UV+P). ④通过SEM观察到,与原始微塑料相比,老化后的微塑料表面出现明显裂纹、缝隙及小孔,且两种老化方法得到的微塑料其表面形态有所差异. ⑤FTIR图谱下,老化微塑料有异于原始样品的特征峰出现,主要为羰基峰及羟基峰. ⑥CI分析表明,HDPE在5 d内即可达到较高的老化程度,此时CI分别为0.39(UV)、0.49(UV+P). 研究显示:单紫外(UV)和紫外活化过硫酸盐(UV+P)两种老化方法均能获得亲水性、表面形态和官能团有异于原始微塑料的样品;改进的分离方法能够快速、高效地获取样品.      

1株2,4-D降解菌的gfp标记及其在废水生物处理系统中的检测方法

通过mini-Tn7转座子系统将绿色荧光蛋白基因(gfp)插入到2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)降解菌Achromobacter sp.的染色体上,考察了标记前后该菌株的生长、发光及降解污染物特性,并探讨了将其投加到不同废水生物处理系统(活性污泥和颗粒污泥系统)后的定量检测方法.结果表明,Achromobacter sp.标记前后生长和降解2,4-D特性基本不变,在103～112 h内可将初始浓度约为100 mg/L的2,4-D完全降解.标记后菌株在生长和降解2,4-D过程中都能够稳定表达绿色荧光,降解过程荧光强度/D600稳定在4 500左右.向活性污泥系统投加该标记菌,可通过直接测定混合液荧光强度对该标记菌进行定量检测,在标记菌质量分数为0～75%的范围内,绿色荧光蛋白的表达水平与该标记菌的质量分数线性相关(R2=0.995 2).向颗粒污泥系统投加该标记菌,需要对混合液破碎均质化处理后测定荧光强度,在标记菌质量分数为0～42%的范围内,绿色荧光蛋白的表达水平与该标记菌的质量分数线性相关(R2=0.980 1).基于Tn7插入gfp的标记方法可以用来跟踪检测生物处理系统中的特异微生物.     

原子荧光法测定生物体中As消解条件改进探讨

以HNO3-H2SO4-HCIO4混合酸进行消解样品,氢化物发生原子荧光光谱法测定生物体中As。本法克服了以HNO3-HCIO4混合酸放置过夜、消解不完全和消解慢等弊端,同时研究了消解方法、酸度、还原剂浓度以及干扰离子等对测定的影响。通过对标准样品消解测定,测定结果满意,相对标准偏差为2.3%,完全满足生物体中As的分析要求,具有分析速度快、操作简便、检验效率高等优点。     

荧光聚苯乙烯微粒在沙蚕体内的摄入、排出及其毒性效应

海洋微塑料污染已成为全球性环境问题,已有报道显示潮间带微塑料含量相对较高,然而微塑料对栖息于潮间带生物影响的研究开展相对较少。本文采用近海沉积物中的代表性物种-双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）作为受试生物,以10 μm荧光聚苯乙烯微粒（PS）作为目标污染物,初步研究了海水暴露途径下沙蚕对PS的摄入、蓄积和排出情况,以及沉积物暴露途径下微塑料对沙蚕掘穴行为影响和细胞超微结构的改变情况。结果表明,沙蚕摄入荧光PS的量在48 h内随时间而呈线性增加;转移到干净海水中后,体内残留PS数量呈现逐渐下降的趋势;96 h后体内PS残留百分比只有2.2%。然而,沉积物途径暴露14 d后沙蚕在干净沉积物中的掘穴时间显著延长,并且摄入PS微粒可造成沙蚕体壁表皮细胞凋亡和肌肉细胞线粒体水肿。沙蚕掘穴行为的改变很可能与其线粒体功能损伤有关。本研究强调了行为学指标在评估微塑料对底栖动物沙蚕毒性效应中的敏感性。研究结果期望为深入探讨微塑料致毒机理及科学评估微塑料的生态风险提供依据。     

典型氧化还原环境中微塑料表面的微生物群落组成特征与构建机制

微塑料广泛分布在微生物驱动的生物地球化学循环中,其表面会富集独特特征的微生物群落,构成微塑料圈（plastisphere）.自然环境中广泛存在的多种氧化还原环境不仅会影响微塑料圈中微生物群落的组成,还会影响微塑料的最终归宿.为探究典型氧化还原环境中微塑料表面的微生物群落组成特征与构建机制,将3种微塑料PHA （聚羟基脂肪酸酯）、PLA （聚乳酸）和PVC （聚氯乙烯）放置于好氧、硝酸盐还原、铁氧化物还原、硫酸盐还原和产甲烷这5种典型氧化还原环境中,利用污泥作为接种物,进行微宇宙模拟培养实验.结果表明,在分类学和系统发育学上,微塑料因子分别影响了微塑料表面18.94%和46.67%的微生物群落,氧化还原环境因子分别影响了微塑料表面31.04%和90.00%的微生物群落.与污泥相比较,3种微塑料表面富集的微生物群落丰富度和均匀度均降低,其中降低最明显的是更易降解的PHA微塑料,而难降解的PLA和PVC微塑料表面的微生物群落变化特征相似.PHA微塑料表面富集的微生物中,Anaerocolumna（26.44%）为其优势菌种,较少富集与氧化还原反应相关的特征菌群;PLA和PVC中,Clostridium_sensu_stricto_7 （15.49%和11.87%）为其优势菌种,且显著富集与氧化还原反应相关的特征菌群,表明与氧化还原反应相关的特征菌群更易于富集在难降解的微塑料表面,进而可能对生物地球化学循环速率造成影响.     

化学预处理对微塑料Pb吸附潜力的影响及机理研究

污水和污泥是土壤等生态环境中微塑料的重要来源,受到人们的广泛关注.由于污水和污泥中含有大量的有机质,化学预处理通常被用于提高其中微塑料的提取及分析效率,然而至今关于化学预处理对微塑料的吸附潜力及表面理化特性的影响研究较少.本研究探讨了5种预处理条件,即1 mol·L~(-1) HCl、1 mol·L~(-1) HNO_3、30%H_2O_2、1 mol·L~(-1) NaOH和5 mol·L~(-1) NaOH,对6种微塑料类型(PA、PE、PP、PS、PET和PMMA)Pb吸附潜力的影响,同时通过微塑料表面理化特性的分析,探讨了预处理影响微塑料Pb吸附的机理.结果表明6种微塑料对Pb吸附等温式符合Langmuir模型,Pb吸附能力大小顺序分别为:PAPMMAPETPEPPPS,最大吸附量分别为2922.9、699.3、584.8、549.5、510.2和277.8μg·g~(-1).与此同时,不同预处理条件对微塑料Pb吸附特性的影响不同,总体而言,碱预处理会导致微塑料Pb吸附量增加,且随着碱处理浓度的增加而增加,而酸预处理会引起Pb吸附量减小,其中硝酸预处理作用更加显著.进一步分析预处理前后微塑料质量、尺寸、表面官能团及表面形态等的变化情况,发现碱预处理对微塑料的腐蚀作用最大,其次为硝酸预处理组,最后为盐酸和过氧化氢预处理组.此外,与玻璃型(如PS)微塑料相比,预处理对橡胶型微塑料(如PE)的影响更大.     

测定大气颗粒物中金属元素的样品前处理方法比较

本文对测定大气颗粒物中金属元素样品的前处理方法:硫酸-灰化法,常压混酸消解法,高压消解法,索氏提取法进行了探讨。测定了Cu,Pb,Cd,Cr,Be,Co,Ni元素,对各方法的空白值,精密度、准确度,以及样品测定等进行了对比与评价。     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

微塑料与其他环境污染物的相互作用及复合效应

微塑料广泛存在于环境中,其具有吸附重金属和有机污染物等环境污染物的能力,同时也会与这些污染物发生各种复杂的相互作用,从而改变它们的环境归趋及毒性效应。本文在对微塑料与有机污染物、重金属以及二元复合污染物的相互作用机制进行综述的基础上,分析了相关影响因素及复合污染物带来的正反两方面效应。微塑料与污染物的相互作用机制主要是分配作用、表面吸附作用,其中表面吸附作用又可细分为疏水作用、静电作用、氢键作用、范德华力作用、络合作用及π-π作用等。这些相互作用主要受到微塑料及污染物自身物化性质及环境因素的影响。微塑料的载体效应使得其自身和其他环境污染物可以进入生物体内从而引发生物效应。但基于目前研究来看,复合污染物除了会引起生物毒性效应外,还具有正面积极作用,有待深入探索。最后,本文指出了现有研究的不足,并对今后的相关研究发展趋势进行了展望,以期对未来微塑料的相关研究提供参考和帮助。