黑色塑料

近年来，塑料污染在水环境(海洋和淡水)中的问题日益严重，得到广泛报道和关注。据《Science》杂志研究报告，2010 年全球192 个沿海和地区共制造2.75 亿吨塑料垃圾，其中约有800 万吨排入海洋，并且塑料垃圾数量不断增多，到2015 年已有超过900 万吨塑料垃圾排入海洋。如果不加以控制，科学家预计到2050年海洋中的塑料垃圾排放量将会是2010年的两倍。这些污染物正在持续威胁海洋生物和人类自身的安全与健康。近期，科学家再次发现塑料会在机械作用、生物降解、光降解、光氧化降解等过程的共同作用下逐渐被分解成碎片，形成微塑料，被海洋生物吞食，在生物体内不断积累，随着生物链，造成更广泛的危害。这一发现引起科学家的广泛关注，同时，也引起了各国政府的高度重视。近期，生态环境部发布的《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》也着重强调应加强海洋微塑料监测，加快形成相关领域监测支撑能力，为国际履约谈判和全球新兴环境问题治理提供支撑。在微塑料监测中，由于微塑料的物理特性（大小、形状、密度、颜色）以及化学组分等差异，不同类型微塑料在不同环境中流动过程（输入、输出和存留）的时间均不相同，使微塑料监测变成一大难题。目前，对微塑料的分析方法主要有目视分析法、光谱法 （如傅立叶变换红外光谱法和拉曼光谱法）、热分析法以及其他分析方法等 （如质谱法以及扫描电子显微镜-能谱仪联用法）。其中，红外光谱及Raman光谱分析，由于具有无破坏性、低样品量测试、高通量筛选以及所获取的结构信息互补等特点，成为检测和鉴别微塑料的主要分析技术；而在实际操作中上述技术仅可对几微米颗粒物进行检测（FT-IR为10～20μm、Raman 低仅为1 μm），使微塑料的研究仍处于起步阶段。作为先进仪器平台，Quantum Design中国时刻关注重大科研发展方向，并致力于引进先进表征技术及设备，为我国科研搭建先进科技平台。聚焦于微塑料监测难题，Quantum Design中国表面光谱部门认为需要考虑三个关键因素：尺寸、微观形貌以及聚合物类型。理论上可用于测量两者的方法均适用于微塑料分析，但是由于疑似微塑料样品的干扰，使得仅用一种分析方法难以准确的识别微塑料，为了提高准确度以及检测效率，需要采用多组合分析测试方法对其进行监测。目前，我司主要有Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪（nano-FTIR）、IRsweep微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪和PSC非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage三款先进光谱表征设备。其中，非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage采用的光学光热红外技术(O-PTIR)，将光学显微与微区红外结合，一举突破了传统傅里叶红外光谱(FT-IR)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)的分辨局限，实现了500 nm的空间分辨率。不仅如此，该设备将显微成像、红外及Raman测试集成于一体，多测试方法同步测量有效提高检测效率及准确度。同时，它具有更简单，更快速的测量模式，无需复杂的样品制备过程等优势，让更快、更准确地进行微塑料追踪、监测和研究成为可能，正成为下一代标准的方法。为更好的服务国内科研用户，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统mIRage，为国内科研用户开放，以期为微塑料监测技术的发展做出一定的贡献。 Quantum Design中国非接触亚微米红外光谱系统mIRage样机操作过程示意 精选案例：目前，mIRage在塑料领域的研究中大放异彩，助力美国特拉华大学Isao Noda教授课题组对PLA和PHA的复合薄片塑料结合方式及内在机理的研究，向我们展示了mIRage在微塑料领域研究中的潜力。该工作中，作者先对PHA和PLA的结合面进行了固定波数下的红外成像（图1）。通过对比发现，在约330 nm的范围内（空气/PHA界面）1725 cm-1处的红外信号出现了急剧的下降，而在PHA/PLA界面处几微米范围内1760 cm-1处的变化较为平缓，且无清晰的边界，表明PHA和PLA可能有某种程度的分子混合。由于使用光学光热红外技术，不存在困扰传统红外成像设备的米氏散射效应，因此能够确定这一模糊的边界是来自于两种材料间的相互渗透而非光学伪影。图1. PLA和PHA在固定波数下的红外成像。（A）红外成像图（红色1725 cm-1为PHA；绿色1760 cm-1 为PLA）；（B）A图中黑色线性区域PHA/PLA红外吸收强度分布对比 为了进一步研究PHA/PLA界面处的化学成分变化，作者对这大概2 μm左右交界面的红外图谱进行了间隔200 nm的线性红外扫描分析（图2）。从羰基（C=O）伸缩振动区和指纹区（图2 A和B）的线性扫描红外谱图可以清晰的区分PHA（1720和1740 cm-1）和PLA分子（1750-1760 cm-1）。区别于理想的简单二元系统（不互溶或无分子相互作用），PHA/PLA薄片羰基伸缩振动红外叠加图谱（图2C）并不存在一个明显的等吸收点，反映了在界面区域存在着复杂的组分变化及两种以上不同物种的分布。图2. PHA/PLA界面区域每200 nm间隔的羰基伸缩振动区域（A）和指纹图谱区域 (B) 以及羰基区域伸缩振动的叠合图谱(C) 为获取更详细的界面处PHA/PLA组分的空间分布规律，采用同步和异步二维相关光谱(2D-COS，two-dimensional correlation spectroscopy)来分析羰基拉伸区域采集到的红外谱图（图3A和3B），并以等高线的图形式展现，详细的分析方法可以参考相关信息（Combined Use of KnowItAll and 2D-COS, https://www.youtube.com/watch?v=0UCcD3irVtE）。结果显示，在主要为PHA的混合界面区域同时观测到来源于PLA的1760 cm-1红峰外，表明部分PLA渗透到PHA层，且与PHA层的其余部分相比，界面附近的PHA结晶度明显降低。在对指纹图谱区域进行2D PHA/PLA相关光谱同步和异步对比时，也得到了同样的结果（可参照发表文章，在此不再显示）, 即PLA向PHA渗透，且PHA的晶型有所改变。另外，作者还通过非接触式亚微米分辨触红外拉曼同步测量系统对该区域进行了同步红外和拉曼分析（图3C），两者选择性和灵敏度不同却可以很好的互补，进一步验证了这一发现的可靠性。结果证实，即使是表面上不混相的PHA和PLA聚合物对，也存在一定程度的分子混合，这种混合可能发生在界面只有几百纳米的空间水平上，很好的解释了这两种生物塑料之间的高度相容性。 图3. PHA/PLA羰基伸缩振动区域二维同步(A)和异步(B)相关光谱（2D-COS）分析以及交界区域红外和拉曼光谱分析（左为红外，右为拉曼）。 参考文献：[1] Two-dimensional correlation analysis of highly spatially resolved simultaneous IR and Raman spectral imaging of bioplastics composite using optical photothermal Infrared and Raman spectroscopy，Journal of Molecular Structure，DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.128045.

每年一到这个时候家里人都开始储备冬菜了，腌酸菜成了每年的惯例，也是老一辈留下的习俗。但是腌酸菜的桶可不能对付，有的人为了方便选择塑料桶，不像以前家里腌菜都是坛子或大缸，现在人吃的少用塑料桶腌点就够用了。可是用塑料桶腌菜安全吗，这塑料桶应该选择什么材质的好呢？带颜色的可再生塑料少用用塑料桶或塑料布来腌酸菜，会有有害物质释放的，但是如果选择像聚乙烯材质的应该没问题，像可再生材质的塑料用品就尽量不要用了，“如黑色、红色、绿色等带颜色的塑料用品，基本都是可再生的，有害物质会多一些，在酸菜腌制过程中，会有有害物质释放出来，如果选择了质量不过关的容器，由于酸菜的PH值很低，酸性腐蚀较强，再加上腌制酸菜需要的时间较长，所以很有可能对塑料产生腐蚀作用，使塑化剂进入到腌制好的酸菜中，对人体不利。”腌菜中含亚硝酸盐一般情况下，温度高盐浓度低的时候，腌菜中亚硝酸盐含量峰值出现就比较早；温度低而盐量大的时候，峰值出现就比较晚。一般来说，到20天之后，亚硝酸盐含量已经明显下降，一个月后是很安全的。亚硝酸盐的毒性食品加工业被添加在香肠和腊肉中作为保色剂，以维持良好外观；可以防止肉毒梭状芽孢杆菌的产生，提高食用肉制品的安全性。但是，人体吸收过量亚硝酸盐，会影响红细胞的运作，令到血液不能运送氧气，口唇、指尖会变成蓝色，即俗称的“蓝血病”，严重会令脑部缺氧，甚至死亡。亚硝酸盐本身并不致癌，但在烹调或其他条件下，肉品内的亚硝酸盐可与氨基酸降解反应，生成有强致癌性的亚硝胺。如果食用硝酸盐或亚硝酸盐含量较高的腌制肉制品、泡菜及变质的蔬菜可引起中毒，或者误将工业用亚硝酸钠作为食盐食用而引起，也可见于饮用含有硝酸盐或亚硝酸盐苦井水、蒸锅水后，亚硝酸盐能使血液中正常携氧的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，因而失去携氧能力而引起组织缺氧。亚硝酸盐中毒特点亚硝酸盐中毒发病急速，一般潜伏期1一3小时，中毒的主要特点是由于组织缺氧引起的紫绀现象，如口唇、舌尖、指尖青紫，重者眼结膜、面部及全身皮肤青紫。头晕、头疼、乏力、心跳加速嗜睡或烦躁、呼吸困难、恶心、呕吐、腹痛、腹泻，严重者昏迷、惊厥、大小便失禁，可因呼吸衰竭而死亡。亚硝酸盐的检测食品中的亚硝酸盐含量检测可以采用分光光度计法和比色法，但是这两种方法在测定食品中的亚硝酸盐含量时测定步骤繁琐而且对操作人员和试剂要求较高。北京智云达科技有限公司作为您身边的食品安全检测专家，为保障消费者“舌尖上的安全”提供了多款快速检测食品安全的产品和方案，其自主研发、生产的亚硝酸盐速测管操作简便、易于携带，能准确测定食品中的亚硝酸盐含量是否符合国家标准，适合家庭、个人使用。亚硝酸盐的预防措施蔬菜应妥善保存，防止腐烂，不吃腐烂的蔬菜。食剩的熟菜不可在高温下存放长时间后再食用。勿食大量刚腌的菜，腌菜时盐应多放，至少腌至15天以上再食用；但现腌的菜，最好马上就吃，不能存放过久，腌菜时选用新鲜菜。肉制品中硝酸盐和亚硝酸盐用量要严格按国家卫生标准规定，不可多加。总之在用塑料桶腌酸菜是要慎重选择，不用带颜色的可再生塑料的，而且生活中我们还是要少吃腌菜食品，亚硝酸盐含量高对身体健康有潜在危害，吃菜还是要吃新鲜的好。

英国科学家使用X射线荧光(XRF)光谱法分析了单个塑料玩具中元素的存在。这项研究揭示了某些塑料玩具中溴、镉、铅和其他慢性有毒元素的水平达到了令人担忧的程度，这些元素可能会从被儿童咀嚼或无意中吞食的破碎玩具中渗出。　　英国普利茅斯大学(University of Plymouth)的安德鲁?特纳(Andrew Turner)及其同事测试了从英格兰西南部的家庭、托儿所和慈善商店购买的二手玩具。 200种不同的玩具包括汽车、火车、建筑产品、珠宝和拼图。很多二三岁儿童都认为这些玩具是非常可咀嚼的。该团队测试了锑、钡、溴、镉、铬、铅和硒等元素，所有这些元素都被认为是有毒的，即使在低浓度下长时间接触，也会受到危害。尤其是黄色、红色或黑色的玩具，最令人担忧的。　　研究小组解释说，用于制造许多玩具的塑料部件，特别是二手市场上的旧玩具或廉价的玩具可能会对儿童的健康构成风险。这些产品可能是在国际安全准则不到位，或允许差及分析质量控制标准较低的时候生产的。该团队在“环境科学与技术”杂志上报告了他们发现的详细情况。他们进行了模拟胃部环境的附加测试，包括将塑料玩具的样品放入稀盐酸中浸泡。该小组发现，在这种情况下，有几件玩具释放的溴、镉和铅量远远超过了欧盟理事会“玩具安全指令”规定的限值。某些玩具的镉浸出量至少是安全极限的十倍。　　特纳的团队先前调查了带有装饰图案的玻璃饮水杯的铅和镉含量，发现其中一些含有可能会危害健康的金属元素含量。同样，他们还发现用于装饰和标记儿童游乐场不同区域和设备的涂料也可能带来公共健康危害。　　“这是对英国二手塑料玩具中有害元素的首次系统性调查，”特纳解释说。 “二手玩具对于家庭来说是一种有吸引力的选择，因为它们可以直接从朋友或亲戚身上继承，或者从慈善商店、跳蚤市场和互联网便宜而方便地获得，”他补充道。然而，尽管玩具安全指令适用于进入市场的新产品，但不幸的是，没有任何规程包括旧玩具的再使用或再销售，因此，其中任何一款玩具都可能会通过现代安全测试。　　特纳指出，玩具安全指令的引入和完善，意味着，近年来塑料行业必须采取措施消除新产品中的有害元素。 他建议，“应该让消费者更多地意识到，小型、可塑和颜色鲜艳的旧塑料玩具或部件，存在相关的潜在风险，”尤其是根据目前的调查结果。如果没有这种警告，以前使用的玩具的低成本，便利性和可回收性，可能将“为幼儿创造化学污染的遗产”。　　符斌供稿