大気降塵微細プラスチック検出におけるμ-FTIRとPy-GC-MSの性能比較と適用性分析

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

本研究は、フーリエ変換顕微赤外分光法(μ-FTIR)と熱分解-ガスクロマトグラフィー-質量分析(Py-GC-MS)の主要性能、データ差異および適用シーンを体系的に比較した。実際の大気降塵サンプルを研究対象とし、統一した前処理後に粒径勾配、基質干渉、老化効果および実サンプル検証実験を通じて、両手法の検出優劣を多面的に解析した。結果は以下の通りである。μ-FTIRは微細プラスチックの非破壊検出が可能であり、粒子形態とポリマー種類を正確に取得でき、50 μm以上の大粒径微細プラスチックの定性分析に適するが、20 μm未満の超微細プラスチックの検出率は18.6%にとどまり、基質干渉に弱い。Py-GC-MSは粒子径や形態に制限されず、全粒径において90%以上の検出率を示し、定量精度と安定性に優れ、複雑な老化サンプルに有効であるが、形態情報は得られず、構造が類似したポリマーの区別が困難である。実サンプル検査において、両手法で同定された主要微細プラスチック成分(PE、PP、PET)は高い一致を示したが、粒子豊富度と質量濃度の相関は中程度(R²=0.724)であり、粒径分布やポリマー密度の差異の影響により直接換算は困難であった。総じて、両手法は相補的であり、標準化された統合体系を構築することで、大気降塵微細プラスチックの「形態-成分-質量」の三次元的包括的評価が可能となり、微細プラスチック検出の標準化、汚染源追跡およびリスク評価に技術的支援を提供する。

关键词

大気降塵;微細プラスチック;フーリエ変換顕微赤外分光法;熱分解-ガスクロマトグラフィー-質量分析;方法比較;検出の標準化

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