【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微塑料檢測，尤其涉及一種水體中微塑料含量的快速檢測方法。
技術介紹
1、微塑料，指直徑小于5毫米的塑料顆粒，是一種造成污染的主要載體。與“白色污染”塑料相比，微塑料的危害體現在其顆粒直徑微小上，這是其與一般的不可降解塑料相比，對于環境的危害程度更深的原因。國際上廣泛關注的新污染物有四大類：一是持久性有機污染物，二是內分泌干擾物，三是抗生素，四是微塑料，在被排放到環境中后，被界定為新污染物。為了對水中微塑料治理提供準確、科學的參考，首先需要對水體中的微塑料含量進行檢測評估，以衡量潛在的風險，便于后續的治理過程。
2、目前，微塑料檢測的方法中，物理表征分析方法主要包括顯微計數和掃描電子顯微鏡法；化學表征分析方法主要包括拉曼光譜、熱裂解-氣相色譜/質譜法(py-gc/ms)和高效液相色譜法；這些方法中，物理表征分析方法的效率相對較低，耗時較長，且受主觀因素影響較大，準確性有限且染色選擇性有待提高；化學表征分析方法對樣品的純度要求較高，前處理步驟復雜，且對于復雜混合物樣品的分析能力有限、設備成本和維護費用高等的問題，因此，需要一種快速、且準確的檢測方法對水體中微塑料進行檢測。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供一種水體中微塑料含量的快速檢測方法。
2、一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，包括：
3、將待檢測水體與熒光染料混合處理，靜置1～20min后，然后通過微米級濾膜過濾，得到第一級微塑料以及過濾液；所述混合處理為超聲波振蕩
4、通過特定波長的光對所述第一級微塑料進行照射，得到第一熒光圖像；
5、對所述第一熒光圖像進行識別，得到第一級微塑料的含量。
6、說明：通過上述的方法，能夠實現熒光染料在微塑料上的快速上色，通過振蕩混合的設定，能夠促進微塑料與熒光染料的接觸，進而實現上色，通過染色后的光照以及識別，能夠明確水體中微塑料的含量。現有技術研究中，需要加熱且染色時間長，例如目前大部分研究都是70℃，1h以上，上述方法能夠在室溫下快速染色成功。
7、進一步地，所述熒光染料為香豆素染料。
8、進一步地，所述熒光染料采用濃度為1-50μmol/l的香豆素熒光染料水溶液；所述待檢測水體與所述香豆素熒光染料水溶液混合的體積比為1～5：10～100。
9、說明：研究發現，上述比例的香豆素熒光染料具有良好的染色效果，且較為快速即可上色，上色時間保持在5～10min，這可能是因為，該染料相比于其他的染料在振蕩過程中更加容易，香豆素染料具有與微塑料表面相容的化學結構和極性，使得它們能夠快速且有效地吸附在微塑料表面，羅丹明b染料和1-芘磺酸染料的化學結構可能使得它們與微塑料表面的相互作用較弱，導致吸附過程較慢；此外，在振蕩的作用下，香豆素染料可能在水中的溶解性更好，擴散速率更快，使得染色的速度很快且香豆素染料對比于其他燃料而言，對微塑料具有更好的選擇性。
10、進一步地，所述特定波長的光為450～500nm的藍光。
11、說明：上述參數的設定能夠確保所有熒光染料標記的微塑料顆粒都能夠被充分激發。
12、進一步地，所述微米級濾膜采用孔徑為45微米的濾膜。
13、說明：上述孔徑的濾膜較為常用，可以過濾微米級或更大的微塑料，從而對這些微塑料含量進行識別計算。
14、進一步地，所述過濾液中含有第二級微塑料；
15、所述方法還包括：對所述過濾液中的第二級微塑料進行篩查，篩查方法包括：
16、將所述過濾液中未與所述第二級微塑料結合的染料與所述第二級微塑料分離，得到第二級微塑料與水體的混合液或者第二級微塑料；
17、然后采用特定波長的光對所述第二級微塑料與水體的混合液或者第二級微塑料進行照射，得到第二熒光圖像；
18、對所述第二熒光圖像進行識別，得到第二級微塑料的含量。
19、說明：通過上述方法，能夠針對更小的微塑料進行檢測，由于在實際應用過程中，微米級以及較大的微塑料含量較多，而微米級一下的微塑料較少，但是這些較小的微塑料仍具有一定的危害，因此通過上述的二次處理的方法，能夠準確地反映出水體中微塑料的含量，便于水體中微塑料后續的研究與治理過程，避免了直接對一級微塑料與二級微塑料進行過濾導致過濾效率低、識別效果不準確的問題。
20、進一步地，所述將所述過濾液中未與所述第二級微塑料結合的染料與所述第二級微塑料分離的方法包括：萃取、離心、膜分離、密度分離的其中一種或多種。
21、說明：上述的方法可以對微塑料與染料進行分離，具體的，可以通過萃取劑，將香豆素染料溶解、并在水中析出，將染料與微塑料分離，或是通過離心、膜分離等分離方法，將微塑料從過濾液中篩出來。
22、進一步地，所述對所述第一熒光圖像進行識別的方法包括：
23、采用熒光顯微鏡或熒光成像系統對所述第一熒光圖像進行采集，其中，所述熒光顯微鏡選擇綠色濾光片，中心波長為530nm，半帶寬為30nm；
24、然后通過第一圖像分析方法對所采集的所述第一熒光圖像進行識別；
25、所述第一圖像分析方法為：建立深度學習模型并訓練，然后基于所述深度學習模型，對第一熒光圖像的進行識別，得到所述第一熒光圖像中第一級微塑料的分布與含量。
26、說明：上述方法可以實現熒光圖像的采集與識別。
27、進一步地，對所述過濾液分批量進行照射識別處理，得到過濾液中第二級微塑料的含量；
28、所述照射識別處理包括：
29、首先依次采用多種波長的激發光進行照射；
30、然后采用熒光顯微鏡采集所述第二熒光圖像；其中，所述熒光顯微鏡選擇綠色濾光片，綠色濾光片的中心波長525nm，半帶寬30nm；
31、然后采用圖像分析方法對所述第二熒光圖像進行識別。
32、說明：上述提供了一種未將第二微塑料與過濾液進行分離、直接照射、采集圖像并識別的方法，該方法可以更加便捷地得到水體中微塑料的含量；且由于第一級微塑料、第二級微塑料大小有所區別，若采用直接拍攝，可能會造成熒光圖像識別不準確，進而造成微塑料含量的計算不準確，通過先對第一級微塑料識別后再次處理識別第二級微塑料能夠保證微塑料含量計算的準確度較高。
33、進一步地，所述圖像分析方法為：
34、對所述第二熒光圖像進行預處理，所述預處理包括熒光校正；
35、建立深度學習模型并訓練；
36、基于所述深度學習模型，對預處理后第二熒光圖像的進行識別，得到所述第二級微塑料的分布與含量
37、說明：上述通過一種深度學習模型進行圖像識別，經過訓練后的模型可以較為準確地識別出熒光微塑料的含量(即按照面積/體積測算微塑料的含量)。
38、進一步地，建立深度學習模型并訓練的方法包括：
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【技術保護點】
1.一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述熒光染料為香豆素染料。
3.如權利要求2所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述香豆素染料是濃度為1-50μmol/L的香豆素熒光水溶液；所述待檢測水體與所述香豆素熒光水溶液的體積比為1～5：10～100。
4.如權利要求3所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述特定波長的光為450～500nm的藍光。
5.如權利要求3所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述微米級濾膜采用孔徑為45微米的濾膜。
6.如權利要求3所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述過濾液中含有第二級微塑料；
7.如權利要求6所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述將所述過濾液中未與所述第二級微塑料結合的染料與所述第二級微塑料分離的方法包括：萃取、離心、膜分離、密度分離的其中一種或多種。
8.如權利要求3所述
9.如權利要求6所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，對所述過濾液分批量進行照射識別處理，得到過濾液中第二級微塑料的含量；
10.如權利要求9所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述第二圖像分析方法為：
...【技術特征摘要】
1.一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述熒光染料為香豆素染料。
3.如權利要求2所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述香豆素染料是濃度為1-50μmol/l的香豆素熒光水溶液；所述待檢測水體與所述香豆素熒光水溶液的體積比為1～5：10～100。
4.如權利要求3所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述特定波長的光為450～500nm的藍光。
5.如權利要求3所述的一種水體中微塑料含量的快速檢測方法，其特征在于，所述微米級濾膜采用孔徑為45微米的濾膜。
6.如權利要求3所述的一種...
【專利技術屬性】
技術研發人員：付翯云，唐佳情，段倩囡，張海龍，瞿曉磊，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：
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