辛耘知識分享家: 塑膠微粒的定義、法規與分析方法

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塑膠微粒的定義、法規與分析方法

2024年10月電子報

Ø塑膠微粒的定義、危害、法規

1. 定義

塑膠微粒（microplastics）是指直徑小於5mm(毫米)的塑膠顆粒，這些微粒可能來自於較大的塑膠物品因為物理或化學作用逐漸分解，也可能是製造時就設計為這麼小的顆粒，例如化妝品中的去角質顆粒或清潔劑中的磨擦劑。塑膠微粒常見於環境中，包括海洋、湖泊、河流、土壤以及空氣中。

2. 危害

塑膠微粒對環境和生物健康帶來許多負面影響。它們在環境中難以降解，會長期存留並影響生態系統。海洋中的微塑膠會被魚類、貝類等生物誤食，進而進入食物鏈，最終可能影響到人類健康。塑膠微粒可能吸附有毒化學物質，如重金屬或持久性有機污染物，這些污染物可能通過生物累積作用進入生物體內，對內分泌系統、免疫系統及生殖系統產生負面影響。

3. 法規

全球各國逐漸意識到塑膠微粒對環境的威脅，開始出現相關法規。例如，歐盟自2021年起禁止在化妝品和個人護理產品中使用塑膠微粒。美國早在2015年就通過《無微珠水域法案》（Microbead-Free Waters Act），禁止在洗面乳、牙膏等產品中使用微珠。台灣也在2020年起實施塑膠微粒禁令，規範化妝品及個人清潔產品不得使用塑膠微粒。

Ø各種檢測塑膠微粒方法：

方法	原理	優點	缺點
篩選法	使用不同尺寸的篩網過濾環境樣品，將塑膠微粒與其他物質分離	操作簡單，適用於初步分離大尺寸的塑膠微粒	無法檢測小於篩孔尺寸的微粒，無法區分塑膠種類或形態
顯微鏡觀察法	使用光學或電子顯微鏡觀察塑膠微粒的形態、大小及顏色	能直接觀察微粒形態，直觀判斷塑膠存在	對小尺寸微粒檢測靈敏度低，需人工操作，效率較低
傅立葉變換紅外光譜（FTIR）	分析塑膠微粒吸收的紅外光譜，識別其化學結構	能準確識別塑膠的化學成分，適用於多種塑膠材料	需要專業設備，對非常小的微粒靈敏度有限
拉曼光譜（Raman Spectroscopy）	分析塑膠微粒散射的光譜，識別其化學成分	適用於小尺寸微粒，能識別微塑膠的化學結構	容易受樣品中的螢光影響，對非常小的微粒分析可能不穩定
熱解氣相色譜-質譜聯用（Py-GC/MS）	將塑膠微粒熱解為小分子，通過氣相色譜和質譜分析	能檢測並鑑定複雜的塑膠材料及其降解產物	樣品處理過程不可逆，耗時且成本較高
示差掃描量熱法（Differential Scanning Calorimetry, DSC）	測量塑膠微粒在不同溫度下的熱物理性質，如熔點和玻璃化轉變溫度	能區分不同塑膠材料的熱物理特性，適合用於鑑定	無法提供具體的微粒尺寸或形態信息
密度分離法	使用高密度溶液將塑膠微粒從較重的物質中分離	操作簡單，適合從沉積物或土壤中分離塑膠微粒	只能區分不同密度的物質，對小尺寸顆粒的效率較低
同位素標記分析	使用同位素標記塑膠微粒，跟蹤其在環境中的移動或生物累積	能跟踪塑膠微粒在環境或生物體內的動態變化	實驗設計和操作複雜，成本高，需特定實驗條件
自動圖像分析系統	使用影像處理技術自動分析樣本圖像，識別塑膠微粒	自動化程度高，能提高檢測效率和一致性	對複雜樣品或非常小的微粒靈敏度不高，依賴計算機算法的準確性
核磁共振光譜（NMR）	研究塑膠微粒的分子結構，特別是其降解產物	非破壞性技術，能提供詳細的分子結構信息	需要昂貴的儀器設備，對於小尺寸微粒靈敏度可能有限
動態光散射（DLS）	分析懸浮液中顆粒的布朗運動來測量粒徑分布	非侵入性，適合測量奈米級顆粒，分析速度快	對大顆粒靈敏度低，無法提供顆粒形態或化學成分的信息

Ø總結

不同檢測方法各有其特點與應用範圍，選擇合適的檢測技術取決於具體的研究需求和樣本特性。例如，FTIR 和拉曼光譜適合分析塑膠的化學結構，DLS 適合測量液體中奈米級塑膠微粒，熱解氣相色譜-質譜聯用（Py-GC/MS）則能提供更詳細的塑膠材料組成分析。而某些方法，如顯微鏡觀察，則適合用來觀察和描述塑膠微粒的形態。