解決（jué）方案 | 土壤（rǎng）中微塑料的PY-GC-MS定性定量分析（xī）

摘要

每年大量廢（fèi）棄塑料進入環境，分解（jiě）形成微（wēi）塑料，目前都把微塑料當做一個（gè）嚴重（chóng）的環（huán）境汙染源。環境中土（tǔ）壤受到微塑料汙染，則對土壤中微塑料（liào）分析變（biàn）得必要。熱裂解可對此微塑料進行有效的分析（xī）。本應用采用Pyroprobe 6150熱裂解串聯GC-MS利用微塑料的特（tè）征裂片組分對環境中土壤的微塑料進行定性定量分析。

1. 儀器設備

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係統，.17c嫩嫩草色视频蜜 %A

1.3 M*p-10多通道平行濃縮（suō）儀，.17c嫩嫩草色视频蜜 %A

1.4 GC-MS QP-2010SE氣質聯用儀，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（xī）PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙（yǐ）烯PS、聚甲基丙（bǐng）烯酸甲酯PMPM，聚對苯二甲酸乙二醇酯PET。從化學試劑（jì）公司采購這6種塑料純品。

熱裂（liè）解分析塑料聚合（hé）物的樣品量（liàng）應<100µg，土壤中微塑料的含量（liàng）較低，則更小的固體樣品量是（shì）無法（fǎ）用天平稱取。可采用高溫（wēn）高壓方法來溶解塑料到溶劑中，再通（tōng）過（guò）控製液體進樣體積來製作標準曲線。

用天平（píng）分別稱取2mg各微塑（sù）料，利用高溫高壓萃取方式進行溶解，高壓萃取罐10mL , 萃取（qǔ）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，終溶劑定容40mL 。

塑料高溫高壓在有機溶劑萃取後，仍然不是溶液（yè）狀態，實際是懸濁（zhuó）液，隻是塑料的（de）顆粒極其小，在充分（fèn）晃動後（hòu），6種微塑料顆粒在溶劑中能均勻分散。則盡量取大體積（jī）進樣，則（zé）分析穩定性會更好。CDS Pyroprobe6150的樣品管為20µL ,取滿1個樣（yàng）品管為1µg，則可反複蒸（zhēng）發幹和再加（jiā）入方（fāng）式，可分別取（qǔ）1～5管，則（zé）為（wéi）1µg、2µg、3µg、4µg、5µg 。

圖1. 6種微（wēi）塑料的標準曲線

3. 樣（yàng）品前處理

取研細過篩後的環境土樣5g，在105℃烘箱中幹燥過夜，與3g矽藻土混合均勻，裝填至（zhì）10mL的萃取罐中。同樣方法裝填好兩個萃取罐後，置於HPSE中（多通道運行，可同時萃取多個樣品（pǐn）），按表1方法萃取。萃取液收集到50-1mL濃縮杯中。

將收集（jí）管置於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（yí）：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（liú）；色譜（pǔ）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（jiē）口320℃；EI源；SCAN 35-600amu；離子源250℃；溶劑（jì）延遲 0.5min 。

圖2. 標（biāo）品TIC圖及定量特征組分（fèn）

利用熱裂解分析（xī）微塑料，主要（yào）是通過裂解腔的高溫來（lái）分解（jiě）塑料為裂片小（xiǎo）分子，這些小（xiǎo）分子可以在GC-MS得（dé）到（dào）分析，從裂片小分（fèn）子（zǐ）中挑選定量組分和（hé）定性組分，則可對塑料進行定性定量分析。

表2. 6種塑（sù）料定（dìng）量和定性特征組分

5. 樣品測試

稱取10g土（tǔ）壤為樣品，進行前處理，高（gāo）溫高（gāo）壓的溶劑萃（cuì）取，再進行濃縮至1mL，取20µL進（jìn）PY-GC-MS分析，品中檢出PS 25mg/kg ，PP 14mg/kg ，其他塑料未檢出。

6. 結論

CDS Pyroprobe熱裂解儀利用高溫（wēn）高壓溶劑萃取和濃縮進行處理後，簡化了土壤中微塑料的前處理步（bù）驟（zhòu），可準確對土壤中微塑料進行定性定量分（fèn）析。

7. 方案特點

目前土壤中微（wēi）塑料的常用前（qián）處理方法是浮選、過濾、濃縮，操作比較繁瑣（suǒ）；且（qiě）微（wēi）塑料為顆粒態，在濃縮過程中，很容易粘在管（guǎn）壁，以及濃縮後向熱裂解進樣過程中，很難有效轉移進（jìn）樣品管，則對定量結果影響很大；在進樣時（shí），微塑料顆粒容易（yì）造成GC-MS的過載，這時無法控製進樣（yàng）量，則沒有（yǒu）辦法應對。

利用（yòng）高溫高壓溶劑萃取，可將較難把握的塑料固體顆（kē）粒轉化為容易控製的近乎溶解態的懸濁液，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（jiě），可根據是否過載和標準（zhǔn）曲線（xiàn）範圍等情況，靈活控（kòng）製進樣量，取濃縮後的1mL中的一定量體積進樣即可（kě）。

對塑料這種高聚（jù）物的定量較難，利用熱（rè）裂（liè）解可（kě）將塑料高聚物裂（liè）解為小分（fèn）子，結合GC-MS進行準確定量分析。

則此分析方法簡化了前處（chù）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。