化学实验室室内空气中可吸入微塑料及塑料添加剂的暴露风险与质谱检测新方法

《Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology》：Inhalable microplastics and plastic additives in the indoor air of chemical laboratories

编辑推荐：针对化学实验室环境中可吸入微塑料(PM10/PM2.5)及其添加剂暴露风险不明的现状，奥克兰大学团队采用Py-GC/MS技术首次量化了7种聚合物(平均浓度0.83μg m-3)和15种添加剂(最高达334 ng m-3)，为职业健康风险评估提供了关键数据，建立了标准化空气采样与质谱联用分析方法。

　　研究背景与意义
在现代化实验室环境中，科研人员长期接触的空气中潜藏着看不见的健康威胁——可吸入微塑料及其添加剂。尽管全球90%的时间在室内度过，但关于化学实验室这类特殊职业场所中，直径小于10微米（PM₁₀）和2.5微米（PM_2.5）的微塑料及其内分泌干扰性添加剂的质量浓度数据极度匮乏。更令人担忧的是，已有研究在人体肺组织、胎盘甚至血液中检出微塑料，而小于0.1微米的颗粒甚至可能穿透血脑屏障。传统依赖目视计数或显微技术的方法无法准确测定这些微小颗粒的质量浓度，且难以同步分析塑料添加剂，这严重阻碍了职业暴露风险评估。

为解决这一关键问题，新西兰奥克兰大学化学系的Joel D. Rindelaub和Gordon M. Miskelly团队在《Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology》发表了一项开创性研究。他们开发了基于热裂解气相色谱质谱联用技术（Pyrolysis-GC/MS）的直接分析方法，首次对化学实验室可吸入空气中的聚合物和添加剂进行系统定量，为职业健康防护提供了重要科学依据。

研究方法精要
研究团队在奥克兰大学校园选取"湿实验室"（含通风橱）和"仪器室"两个典型场景，使用TSI公司PM₁₀/PM_2.5撞击器采集106 m³空气样本（n=10）。创新性地将石英滤膜四等分，分别进行700℃热裂解（聚合物分析）和300℃热脱附（添加剂检测），采用5B-胆烷酸和二十四烷作为双内标，通过7种聚合物标准品（PE、PVC等）和10种添加剂标准品建立校准曲线，并严格进行空白对照和稳定性验证（8%添加剂存储损失）。

主要研究结果

1. 微塑料质量浓度特征
   PM_2.5和PM₁₀中检出7种聚合物，总平均浓度分别为0.51和1.14 μg m^-3。聚碳酸酯（PC）在湿实验室浓度高达422±146 ng m^-3，推测来自实验器材；聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）分别达367±127和256±88 ng m^-3，可能源于建材和包装材料。值得注意的是，纺织品相关的尼龙和PET浓度较低，暗示衣物来源的微塑料可能更大（>10μm）。

2. 塑料添加剂暴露特征
   15种添加剂中，邻苯二甲酸酯类占比最高（平均334 ng m^-3），其中DEHP（邻苯二甲酸二乙基己酯）浓度达249±88 ng m^-3，二丁酯（DBP）为113±40 ng m^-3。磷酸酯类阻燃剂如磷酸三（3-氯丙基）酯（TCPP）也被检出。特别发现：总邻苯二甲酸酯与尼龙浓度显著相关（r=0.88），而有机磷酸酯与PET存在关联（r=0.71），提示添加剂-聚合物的特定组合使用模式。

3. 方法学突破
   相比传统显微计数，Py-GC/MS实现了：①无需复杂前处理，避免污染；②同步检测聚合物和添加剂；③质量浓度直接测定（检测限达0.4 ng m^-3）；④区分不同聚合物来源（如PC与实验耗材关联性）。

结论与展望
该研究首次揭示化学实验室工作人员每日可能吸入相当于110 ng kg^-1 d^-1的邻苯二甲酸酯，虽然低于欧盟口服耐受量（10μg kg^-1 d^-1），但考虑到肺部清除机制差异，吸入暴露风险仍需警惕。建立的标准化的Py-GC/MS方法为未来大规模环境监测提供技术支撑，特别建议针对新装修场所（地毯、建材释放）和敏感环境（学校、医院）开展追踪研究。这项研究不仅填补了职业暴露数据空白，更推动了对"塑料空气污染"的认知从户外转向室内微环境，为制定实验室通风标准和塑料制品使用规范提供了科学依据。