Comparación del rendimiento y análisis de aplicabilidad de μ-FTIR y Py-GC-MS en la detección de microplásticos en el polvo atmosférico

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

Este estudio compara sistemáticamente el rendimiento clave, las diferencias en los datos y los escenarios de aplicación de la espectroscopía infrarroja microscópica con transformada de Fourier (μ-FTIR) y la pirólisis acoplada a cromatografía de gases y espectrometría de masas (Py-GC-MS). Tomando muestras reales de polvo atmosférico como objeto de estudio, tras un pretratamiento unificado, se analizaron multidimensionalmente las ventajas y desventajas de ambos métodos a través de experimentos con gradientes de tamaño de partícula, interferencias de matriz, efectos de envejecimiento y validación con muestras reales. Los resultados muestran que: μ-FTIR puede lograr una detección no destructiva de microplásticos, obteniendo con precisión la morfología de las partículas y el tipo de polímeros, y es adecuado para el análisis cualitativo de microplásticos de gran tamaño >50 μm, aunque con una tasa de detección del 18,6 % para microplásticos ultrafinos <20 μm y una baja resistencia a interferencias matriciales; Py-GC-MS no está limitado por el tamaño ni la morfología de las partículas, con una tasa de detección superior al 90 % para todo tamaño, alta precisión y estabilidad cuantitativa, capaz de adaptarse eficazmente a muestras envejecidas complejas, pero no proporciona información morfológica y tiene dificultades para diferenciar polímeros estructuralmente similares. En la detección de muestras reales, los principales componentes de microplásticos identificados por ambos métodos (PE, PP, PET) fueron altamente consistentes, pero la abundancia de partículas y la concentración de masa mostraron solo una correlación media (R²=0,724), afectada por la distribución del tamaño y las diferencias de densidad de polímero, lo que impide el cálculo directo. En resumen, ambos métodos se complementan; estableciendo un sistema unificado que utiliza ambos, se puede lograr una caracterización tridimensional completa “morfología-composición-masa” de microplásticos en el polvo atmosférico, proporcionando soporte técnico para la estandarización de la detección, la trazabilidad de la contaminación y la evaluación de riesgos.

关键词

polvo atmosférico; microplásticos; espectroscopía infrarroja microscópica con transformada de Fourier; pirólisis-cromatografía de gases-espectrometría de masas; comparación de métodos; estandarización de la detección

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