【摘要】 塑料制品行业是世界上增长最快的行业之一,但传统塑料的不可降解性导致了严重的污染问题。

塑料广泛应用于农业、包装、建筑、医疗保健和其他行业,为日常生活提供了无与伦比的便利。2021年,塑料年产量达到3.907亿吨。塑料制品行业是世界上增长最快的行业之一,但传统塑料的不可降解性导致了严重的污染问题。可生物降解塑料由于其随时间分解的能力,在许多国家和地区受到了广泛关注。常见的不可降解塑料,如聚对苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP),主要由石油合成,而PE和PET也可以是生物基的。由于塑料的热性质和来源不同,差示扫描量热法(DSC)和元素分析仪-同位素比质谱法(EA-IRMS)在实现塑料鉴定方面引起了广泛关注。DSC是一种分析材料因相变和放热或吸热现象而发生的物理和化学变化(如熔化、结晶和玻璃化转变)的方法,具有易于校准的优点,是一种高度灵敏的技术。2016年,Majewsky等人[1]将其用于分析材料的基本热力学性质,可用于塑料鉴定。DSC只需要少量样品进行分析(约1-20mg),不需要复杂的数据处理。EA-IRMS是一种在环境中追踪农产品地理来源的有效方法。ZHANG等人[2]研究表明,稳定的C同位素(δ13C)值范围为−28‰至−23‰,因为它们通过Calvin循环(C3循环)吸收CO2,玉米和甘蔗通过Hatch-Slack循环(C4循环)利用CO2的δ13C值范围为−14‰至−10‰。石油的δ13C值范围为−32.5‰至−23.3‰。2010年,Suzuki等人[3]的研究表明δ13C塑料的价值与其前体原料的价值一致,这项技术有望区分生物基塑料和石油基塑料。

[1] Mecozzi M, Pietroletti M, Monakhova Y B. FTIR spectroscopy supported by statistical techniques for the structural characterization of plastic debris in the marine environment: application to monitoring studies[J]. Marine pollution bulletin, 2016, 106(1-2): 155-161.

[2] Zhang Y, Xiong SF, Ding ZL, Lu HJ, Jiang WY (2011) Carbon-oxygen isotope records of pedogenic carbonate from the early MiocenePleistocene loess-red clay in the vicinity of the Liupanshan region and its implications for the early origin of C4 plants in the Chinese Loess Plateau. Quat Sci 31(5):800–811 in Chinese.

[3] Suzuki, Y., Akamatsu, F., Nakashita, R., Korenaga, T., 2010. A novel method to discriminate between plant-and petroleum-derived plastics by stable carbon isotope analysis. Chem. Lett. 39 (9), 998–999.

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