食品中微塑料污染的分离检测技术研究进展
黄志康1, 董 喆2, 梁瑞强2, 曹 进1*, 袁 彪1*
(1. 中国食品药品检定研究院, 北京 100050; 2. 中国药科大学工学院, 南京 210009)
摘要:微塑料作为一种新兴污染物,广泛存在于环境和食品链中,对生态系统和人类健康构成严重威胁。本文系统综述了微塑料的主要来源,包括食品包装、水系统、海产品和农产品,揭示了其通过食物链进入人体的多种途径。同时,详细探讨了食品中微塑料的分离技术(如物理处理、化学消化、酶解和萃取方法)及识别手段(如傅里叶变换红外光谱法、拉曼光谱法、扫描电子显微镜和热分析技术),并分析了各类技术的优缺点,提出现有方法在定量精度、效率和标准化方面存在不足。本研究通过技术评估和污染路径解析,为检测体系构建与安全防控提供理论支撑,成果对完善监测标准、推动风险评估具有关键作用,为制定管控策略奠定基础。
关键词:微塑料;检测技术;食品污染;环境健康;分离方法
引言
塑料已成为日常活动和人类生活的重要组成部分。它们由合成聚合物制成,由于重量轻、便携性、灵活性和运输方便,而被广泛的使用。尽管塑料在日常生活产品中的应用已十分普遍,但它们的非生物降解性和废物管理是一个严重的问题。根据‘PlatticsEurope’的数据,在2020年经济因Covid-19大流行而陷入停滞之后,2021年全球塑料产量增至3.907亿公t,预计到2060年这一数字将增加到155~265亿公t/年[1]。塑料垃圾的不断增加导致了整个环境的微塑料(microplasticparticles,MPs)污染物的数量增加。当废弃的塑料材料受到物理和化学变化、机械力和生物转化等外部因素作用时,就会产生MPs[2]。MPs是尺寸小于5毫米的塑料碎片。它们可被分类为主要(例如:个人护理产品)和次要MPs(例如:消费包装)[3]。JADHAV等[4]区分了这些类型的颗粒的4个特征:它们是合成材料的固体颗粒、聚合物含量高,不溶于水,不易降解。HERNÁNDEZ-ARENAS等[5]使用傅立叶变换红外光谱法分析发现了一些在羰基、羟基和碳氧键上的微小非线性变化,这表明MPs降解缓慢。
这种不可生物降解物质在微观层面上的存在可能会对生物生态系统造成严重危害。研究人员为了了解农业土壤中MPs浓度的影响及其对生长和植物成熟的影响,进行了一些研究。HERNÁNDEZ-ARENAS等[5]的研究表明,番茄栽培土壤中的MPs含量为80%±3%。尽管含有MPs的泥土促进了植物的生长,但它们延缓和减少了蔬菜产量。FADARE等[6]对用于日常饮用和送餐的包装食品和一次性杯子也进行了类似的研究,其中平均MPs含量在(3±1.13)mg和(38±5.12)mg之间,每年因人类消费而释放的MPs约为188t。
综上,MPs在食品链中的广泛迁移及其潜在的生态与健康风险已引发全球性关切。尽管现有研究揭示了其污染途径并探索了多种分离检测技术,但针对复杂食品基质的标准化方法缺失、定量精度不足等问题仍亟待解决。本文系统梳理食品中MPs的污染源、迁移机制及前沿检测技术(如光谱分析与热降解方法),剖析现有方法的局限性与适用场景,并进一步提出技术优化与跨学科协同的创新路径,以期为精准评估风险、制定治理策略提供科学依据。
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