Comparaison des performances et analyse d’applicabilité de μ-FTIR et Py-GC-MS pour la détection des microplastiques dans la poussière atmosphérique

TANG Qing-feng ,  

WANG Jia-min ,  

LIU Yan ,  

GAO Xia ,  

TIAN Shi-li ,  

SUN Ling-hui ,  

SHI Ying-jie ,  

QI Xue-kui ,  

QU Jing-ming ,  

摘要

Cette étude compare systématiquement les performances clés, les différences de données et les scénarios d'applicabilité de la spectroscopie infrarouge microscopique à transformée de Fourier (μ-FTIR) et de la pyrolyse couplée à la chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse (Py-GC-MS). En utilisant des échantillons réels de poussière atmosphérique comme sujets d'étude, après un prétraitement unifié, les avantages et inconvénients des deux méthodes ont été analysés multidimensionnellement à travers des expériences portant sur le gradient granulométrique, les interférences matricielles, les effets du vieillissement et la validation sur des échantillons réels. Les résultats montrent que : la technique μ-FTIR permet une détection non destructive des microplastiques, obtenant précisément la morphologie des particules et le type de polymères, adaptée à l'analyse qualitative des microplastiques de taille >50 μm, mais avec un taux de détection faible de 18,6 % pour les microplastiques ultrafins <20 μm, et une faible résistance aux interférences matricielles ; la Py-GC-MS n’est pas affectée par la taille ou la morphologie des particules, avec un taux de détection supérieur à 90 % pour toutes tailles, une excellente précision et stabilité quantitative, s’adaptant efficacement aux échantillons vieillissants complexes, mais ne fournissant pas d’informations morphologiques et ayant des difficultés à distinguer les polymères structurellement similaires. Dans la détection des échantillons réels, les principaux composants des microplastiques identifiés par les deux méthodes (PE, PP, PET) correspondent fortement, mais l’abondance des particules et la concentration massique ne présentent qu’une corrélation moyenne (R²=0,724), l’impact des distributions granulométriques et des différences de densité polymérique empêchant une conversion directe. En résumé, les deux méthodes se complètent ; l’établissement d’un système unifié standardisé combinant les deux permet une caractérisation complète à trois dimensions « morphologie-composition-masse » des microplastiques dans la poussière atmosphérique, offrant un support technique pour la standardisation de la détection, la traçabilité de la pollution et l’évaluation des risques.

关键词

poussière atmosphérique; microplastiques; spectroscopie infrarouge microscopique à transformée de Fourier; pyrolyse-chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse; comparaison de méthodes; standardisation de la détection

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