從環境到消費品：微塑料測試的現狀與未來

一、微塑料的“隱形威脅”：為什么需要測試？

微塑料，指直徑小于5毫米的塑料顆粒，分為初級微塑料（如化妝品中的微珠、工業用微顆粒）和次級微塑料（由塑料垃圾破碎、降解產生）。它們廣泛存在于海洋、河流、土壤甚至空氣中，已成為面臨的新型環境污染物。

環境危害：微塑料易被水生生物（如浮游動物、魚類）誤食，阻塞消化道、影響攝食行為，甚至通過食物鏈傳遞至更高營養級（包括人類）。例如，2020年《科學進展》雜志的研究顯示，海洋中約有171萬億個微塑料顆粒，總量達210萬噸，對海洋生態系統造成不可逆的破壞。
健康風險：微塑料表面可吸附重金屬、持久性有機污染物（如多氯聯苯），其本身含有的添加劑（如雙酚A、鄰苯二甲酸酯）也可能在進入人體后釋放，干擾內分泌系統。2018年，奧地利科學家首次在人類糞便樣本中發現微塑料，提示其可能通過飲食、呼吸等途徑進入人體。

面對這一“隱形威脅”，微塑料測試成為識別污染來源、評估風險、制定監管政策的核心工具。只有通過科學的測試方法，才能明確微塑料的分布、組成、形態及遷移路徑，為污染防控提供數據支撐。

二、微塑料測試的核心方法：從樣品前處理到分析

微塑料測試的流程通常包括樣品采集、前處理（分離與純化）、分析鑒定三個環節，不同環境介質（水、土壤、生物、消費品）的測試方法有所差異。

1. 環境介質中的微塑料測試

• 水樣：采集后通過過濾（使用0.45μm或更小孔徑的濾膜）截留微塑料；隨后用氧化法（如過氧化氫）或酶解法去除有機物（避免干擾分析）；最后通過**傅里葉變換紅外光譜（FTIR）或拉曼光譜（Raman）**鑒定成分（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）。
• 土壤/沉積物：采用密度分離法（如飽和氯化鈉溶液）使微塑料浮于液面，分離后用同樣的消解方法去除雜質；若需分析微塑料的形態（如纖維、碎片），可結合**掃描電子顯微鏡（SEM）**觀察表面結構。
• 生物樣本（如魚類、貝類）：需先去除組織（如肌肉、內臟），用硝酸或鹽酸消化有機質，再過濾收集微塑料；通過**能量色散X射線光譜（EDS）**分析元素組成，確認是否為塑料顆粒（如含碳、氫元素，不含鈣、硅等礦物質）。

2. 消費品中的微塑料測試

化妝品、洗滌劑等消費品中的初級微塑料（如微珠）是重要污染來源。測試方法通常為：用有機溶劑（如乙醇、丙酮）溶解產品基質，過濾后收集微顆粒；通過激光粒度分析儀測量顆粒大小分布，再用FTIR或Raman確認是否為塑料（如聚乙二醇、尼龍）。

3. 關鍵分析技術的特點

• FTIR：適用于鑒定有機材料，能快速識別微塑料的化學組成，但對小于10μm的顆粒分辨率有限。
• Raman：可實現單細胞或單顆粒分析，適合小尺寸微塑料（如2μm以下），但易受熒光干擾（需結合表面增強 Raman 光譜（SERS）改善）。
• SEM-EDS：能觀察微塑料的形態（如裂紋、磨損痕跡）和元素組成，常用于驗證塑料身份（如聚乙烯的C/H比）。

三、微塑料測試的挑戰：技術與標準化難題

盡管測試方法不斷發展，微塑料分析仍面臨諸多挑戰：

1. 樣品前處理的復雜性

環境樣品（如土壤、生物組織）基質復雜，含有大量有機物、礦物質，消解過程中可能破壞微塑料（如高溫會導致某些塑料降解），或因分離不徹底導致微塑料流失。例如，土壤中的微塑料纖維易與植物根系纏繞，難以完全分離。

2. 檢測限與顆粒尺寸限制

目前的測試方法主要針對微米級微塑料（1-5000μm），而納米級微塑料（<1μm）因尺寸過小，無法通過常規過濾收集，且現有分析技術（如FTIR、Raman）的檢測限難以覆蓋。納米塑料的潛在風險更大（如易進入細胞），但目前缺乏有效的測試手段。

3. 方法標準化不足

不同實驗室采用的前處理方法（如消解試劑、溫度）、分析技術（如光譜參數）存在差異，導致結果可比性差。例如，某實驗室用過氧化氫消解水樣，另一實驗室用高錳酸鉀，可能導致微塑料回收率不同（前者對聚乙烯的回收率約80%，后者可能降至60%）。

4. 污染控制難度

微塑料無處不在（如空氣中的塑料纖維、實驗器材中的塑料部件），采樣和分析過程中易引入“假陽性”。例如，實驗服上的聚酯纖維可能掉入樣品，導致結果偏高。因此，需嚴格設置空白對照（如用玻璃容器采樣、使用無塑料耗材），但仍難以完全避免污染。

四、微塑料測試的應用場景：從監管到科研

盡管面臨挑戰，微塑料測試已在多個領域發揮重要作用：

1. 環境監測與風險評估

各國環境機構（如美國EPA、歐盟ECHA）通過長期監測，掌握微塑料在海洋、河流中的分布情況。例如，歐盟“海洋策略框架 directive”要求成員國每6年監測一次海洋微塑料，目標是到2025年將微塑料濃度控制在“良好環境狀態”。

2. 消費品監管

針對初級微塑料的使用，多國出臺法規限制。例如，歐盟2018年禁止化妝品中使用微塑料微珠（直徑<5mm的固體塑料顆粒），需通過測試確認產品合規；美國《微bead-free waters act》也禁止日化產品中的微塑料添加。

3. 科學研究

測試數據為研究微塑料的遷移路徑、生態效應提供支持。例如，研究人員通過分析河流沉積物中的微塑料，發現其主要來自沿岸居民的塑料垃圾（如塑料袋、瓶罐）；通過測試魚類體內的微塑料，揭示其在食物鏈中的傳遞規律（如小魚被大魚捕食，微塑料濃度累積）。

五、未來展望：技術創新與標準化進程

為應對微塑料測試的挑戰，未來的發展方向主要包括：

1. 前處理技術優化

開發溫和消解方法（如酶解、微波輔助消解），在去除有機質的同時，減少對微塑料的破壞；采用膜分離技術（如納米濾膜），提高納米塑料的收集效率。例如，2023年《環境科學與技術》雜志報道的“酶-超聲聯合消解”方法，對聚乙烯的回收率達95%，且不會破壞顆粒結構。

2. 分析技術升級

引入高分辨率質譜（HRMS）、同步輻射X射線成像等技術，提高對納米塑料的檢測能力；利用機器學習（如卷積神經網絡）自動識別微塑料的形態（如纖維、碎片）和成分，減少人工分析的誤差。例如，英國埃克塞特大學開發的“Microplastics AI”系統，能在1小時內分析1000個微塑料顆粒，準確率達90%以上。

3. 標準化與國際合作

推動ISO標準制定（如ISO 21676《水和廢水中的微塑料測定》），統一測試方法（如前處理步驟、分析參數），提高結果可比性；加強國際合作（如聯合國環境規劃署的“微塑料監測計劃”），共享數據和技術。

4. 公眾參與與教育

通過“公民科學”項目（如讓民眾參與河流微塑料采樣），擴大監測范圍；開展科普教育，提高公眾對微塑料的認識（如減少使用一次性塑料、選擇無微塑料的消費品）。

結語

微塑料測試是應對微塑料污染的“眼睛”，其發展水平直接影響污染防控的效果。盡管目前仍面臨技術和標準化挑戰，但隨著新方法、新技術的不斷涌現，微塑料測試將更加精準、高效。未來，需要政府、科研機構、企業和公眾共同努力，推動測試技術的進步，為構建“無塑環境”提供堅實的科學支撐。

正如聯合國環境規劃署所說：“沒有監測，就沒有管理。”微塑料測試不僅是一項技術工作，更是守護生態環境和人類健康的重要手段。