通过ATR-FTIR光谱和化学测量,研究用于同时快速识别五种不同微塑料的新分析方法

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 分析化学 分析化学
• 频谱学是一种光谱学.

背景情况:

• 微塑料 (MP) 污染是一个关键的全球环境问题.
• 快速而准确的MP分析技术对于有效的缓解策略至关重要.
• 常见的水中微塑料包括聚胺 (PA),聚乙烯 (PE),聚烯 (PP),聚烯 (PS) 和聚乙烯二甲 (PET).

研究的目的:

• 开发快速和用户友好的减弱总反射率-里埃变换红外光谱 (ATR-FTIR) 方法,用于对常见的微塑料进行定性和定量分析.
• 利用化学方法,包括主要成分分析 (PCA) 和部分最小平方 (PLS) 回归,用于微塑料的识别和量化.
• 评估来自光谱数据处理 (原始,衍生,光滑光谱) 的各种化学测量模型的性能.

主要方法:

• 开发新的ATR-FTIR光谱法与化学测量相结合.
• 主要成分分析 (PCA) 的应用用于对微塑料类型的定性歧视.
• 创建部分最小平方 (PLS) 模型,用于对微塑料进行定量分析.
• 通过原始,衍生 (1和2序) 和光滑光谱来处理光谱数据,以生成每种聚合物类型的24种不同的化学测量模型.

主要成果:

• 使用PCA,成功地对所有测试的微塑料聚合物类型 (PA,PE,PP,PS,PET) 进行了定性歧视.
• 使用PLS模型对微塑料混合物的定量分析没有达到预期的准确度.
• 对于单个微塑料类型 (PA,PE,PP,PET) 获得了部分准确的定量结果,使用用于正常 (未平滑,非衍生) 光谱的PLS模型.

结论:

• 与PCA相结合的ATR-FTIR光谱学为水中常见的微塑料的定性识别提供了一种可行的方法.
• 为了准确的定量确定微塑料混合物,需要进一步完善PLS模型.
• 开发的方法对日常微塑料监测,特别是对定性评估和部分对单个聚合物类型的定量分析具有前景.