微納塑膠已成為全球關注的環境汙染問題，需採用科學的定量指標評估和管控其汙染。作為一類多種聚合物種類、粒徑和形貌的混合顆粒物，如何簡便可靠地對其進行定量是環境分析化學面臨的挑戰。受總有機碳（TOC）和化學需氧量（COD）指標在天然有機質定量及有機汙染物控制方面成功應用的啟示，中國科學院生態環境研究中心研究員劉景富課題組提出用TOC作為定量微納塑膠總量的通用指標，實現了基於TOC準確靈敏測定微納塑膠總量，並獲得國家發明專利。
該測定方法流程如圖1所示，研究分別用不含碳的玻璃纖維膜過濾兩個平行水樣，富集微納塑膠及其他顆粒物。隨後，將其中一張膜依次進行鹼性K2S2O8氧化、芬頓消解處理以去除包括胡敏素在內的天然有機質，用TOC分析儀測定微納塑膠和顆粒態黑碳（PBC）的總TOC值；將另一張富集有顆粒物的玻璃纖維膜依次進行磺化、芬頓消解處理以去除PBC外其他顆粒態碳，用TOC分析儀測定PBC的TOC值。上述兩個TOC值的差值即為微納塑膠的TOC。對1升水樣進行處理測定，方法的檢出限為7μg C/L。考慮到多數環境監測實驗室、大學和科研院所已配備TOC分析儀，無需額外添置儀器裝置即可實現微納塑膠總量的監測，該方法具有成本低、可操作性強的優點；此外，由於該方法能同時定量樣品中微納塑膠的TOC和顆粒態碳黑的TOC，有利於直接評估它們對碳迴圈的貢獻。因此，該方法有望在微納塑膠環境汙染監測及其對碳迴圈的影響研究中發揮重要作用。
相關研究成果近日發表在Analytical Chemistry上。研究工作得到國家自然科學基金委員會國家重大儀器研製專案的資助。
基於TOC測定微納塑膠總量示意圖
來源：中國科學院生態環境研究中心
