撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

隨著合成聚合物產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，塑料污染這一未曾預(yù)料但又十分嚴(yán)重的后果也隨之而來。此外，塑料會(huì)降解形成 1 至 5000 微米大小的顆粒，即所謂的微塑料（Microplastic，MP），這些微塑料可以在生態(tài)系統(tǒng)之間遷移，并影響動(dòng)植物的健康。

近年來，大量研究顯示，微塑料在我們所生活的環(huán)境中（空氣、水、土壤、食物和飲料...）以及人體內(nèi)（血液、肝臟、肺、睪丸、脾臟、大腦、胎盤、腎臟和母乳...）幾乎無處不在，這可能會(huì)對(duì)人類健康構(gòu)成重大威脅。

而現(xiàn)在，密歇根大學(xué)的一項(xiàng)新研究顯示，科學(xué)家們可能在不知不覺中夸大了微塑料污染的程度，令人意想不到是，這一源頭可能是他們佩戴的實(shí)驗(yàn)手套。常見的丁腈和乳膠手套本身是一個(gè)巨大的污染源，其會(huì)向?qū)嶒?yàn)樣本中釋放出硬脂酸鹽微小顆粒，這些顆粒與微塑料極為相似，容易被誤判為微塑料，從而導(dǎo)致了微塑料研究結(jié)果被嚴(yán)重夸大。

該研究于 2026 年 3 月發(fā)表在Analytical Methods期刊，論文題為：Avoiding and reducing microplastic false positives from dry glove contact（避免和減少因干手套接觸產(chǎn)生的微塑料假陽性結(jié)果）。

“元兇”：手套上的隱形粉末

為了準(zhǔn)確量化環(huán)境中的微塑料污染，研究人員需要遵循嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序，其中就包括佩戴手套以防止引入人為污染。然而，這項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，常見的一次性實(shí)驗(yàn)室手套在生產(chǎn)過程中，會(huì)使用硬脂酸鹽（例如硬脂酸鈣）作為脫模劑。這些物質(zhì)會(huì)以非揮發(fā)性殘留物的形式附著在手套表面。

關(guān)鍵問題在于：當(dāng)戴著實(shí)驗(yàn)手套的手接觸實(shí)驗(yàn)器皿或樣本時(shí)，手套上的硬脂酸鹽微小顆粒（平均直徑約 1.6 微米）就會(huì)被轉(zhuǎn)移到表面上。在后續(xù)使用顯微紅外或拉曼光譜進(jìn)行化學(xué)成分分析時(shí)，硬脂酸鹽的光譜圖與最常見的微塑料之一——聚乙烯微塑料的光譜圖極為相似。

假陽性危機(jī)：數(shù)據(jù)可能被高估數(shù)千倍

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)精密的對(duì)照實(shí)驗(yàn)：在潔凈環(huán)境下，用包裹著手套的載玻片，以模擬人手接觸的力度（30 牛頓）按壓特制的硅基板，然后使用高靈敏度的光熱紅外-拉曼聯(lián)用顯微鏡對(duì)轉(zhuǎn)移的殘留物進(jìn)行分析。

令人震驚的結(jié)果出現(xiàn)了：當(dāng)使用傳統(tǒng)的、依賴最高匹配質(zhì)量指數(shù)（HQI）的譜庫搜索方法，并且只與微塑料譜庫對(duì)比時(shí)，從手套轉(zhuǎn)移過來的硬脂酸鹽顆粒，絕大部分被錯(cuò)誤地識(shí)別為聚乙烯等微塑料。平均而言，每平方毫米的接觸面積上會(huì)產(chǎn)生約 2000 個(gè)微塑料“假陽性”信號(hào)。污染最嚴(yán)重的一款手套（L1 型乳膠手套）甚至產(chǎn)生了超過 7000 個(gè)/平方毫米的“假陽性”信號(hào)。

這意味著，如果研究人員在處理實(shí)驗(yàn)樣本的任何一個(gè)環(huán)節(jié)佩戴了這類手套，其最終檢測出的“微塑料”數(shù)量可能會(huì)被嚴(yán)重夸大，污染數(shù)據(jù)。

破局之道：如何識(shí)別與拯救被“污染”的數(shù)據(jù)

面對(duì)這個(gè)普遍存在的假陽性陷阱，研究團(tuán)隊(duì)不僅提出了問題，更給出了切實(shí)的解決方案——

1、預(yù)防優(yōu)于挽救：更換手套類型

研究團(tuán)隊(duì)測試了包括丁腈手套、乳膠手套以及潔凈室專用手套在內(nèi)的七種實(shí)驗(yàn)手套。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為無塵環(huán)境設(shè)計(jì)的潔凈室專用手套釋放的殘留物極少，平均假陽性數(shù)量降至約 100 個(gè)/平方毫米，相比其他手套降低了 95%！因此，當(dāng)必須使用手套時(shí)（例如操作危險(xiǎn)試劑），首選潔凈室手套是減少污染的最佳實(shí)踐。

2、改進(jìn)數(shù)據(jù)分析：從“粗略匹配”到“精準(zhǔn)鑒別”

對(duì)于已經(jīng)存在的、可能被手套污染的光譜數(shù)據(jù)集，研究團(tuán)隊(duì)提供了詳細(xì)的“數(shù)據(jù)挽救”工作流程：

• 對(duì)于紅外光譜數(shù)據(jù)：傳統(tǒng)方法失效是因?yàn)橛仓猁}關(guān)鍵的羧酸鹽峰（1550-1580 cm?1）在信噪比較低的小顆粒光譜中不明顯。解決方法是將譜庫搜索范圍限制在“擴(kuò)展指紋區(qū)”（980-1800 cm?1），避開與聚乙烯高度相似的碳?xì)渖炜s振動(dòng)區(qū)，從而能有效區(qū)分兩者。

• 對(duì)于拉曼光譜數(shù)據(jù)：硬脂酸鹽的羧酸鹽峰在拉曼光譜中不活躍，區(qū)分更難。研究團(tuán)隊(duì)引入了 “保形預(yù)測” 這種統(tǒng)計(jì)方法，它不再簡單給出一個(gè)“最佳匹配”結(jié)果，而是提供一個(gè)可能身份的“預(yù)測集合”，并給出統(tǒng)計(jì)學(xué)置信度。當(dāng)系統(tǒng)無法明確區(qū)分時(shí)，它會(huì)同時(shí)返回“硬脂酸鹽”和“聚乙烯”作為候選，提示研究人員需要手動(dòng)復(fù)核該光譜或補(bǔ)充其他數(shù)據(jù)來最終判定。

現(xiàn)實(shí)案例：成功“破案”環(huán)境數(shù)據(jù)集

研究團(tuán)隊(duì)將一個(gè)真實(shí)的環(huán)境檢測數(shù)據(jù)集作為案例。該數(shù)據(jù)最初遵循了當(dāng)時(shí)通行的質(zhì)控建議（在層流罩中使用丁腈手套制備樣本），結(jié)果檢出了異常高的聚乙烯微塑料。應(yīng)用上述新方法重新分析后，成功將其中大部分所謂的“微塑料”信號(hào)識(shí)別為來自手套的硬脂酸鹽顆粒污染，顯著降低了假陽性數(shù)據(jù)，尤其是在對(duì)環(huán)境和健康影響更大的小尺寸（<10微米）顆粒范圍內(nèi)。

核心啟示與呼吁

這項(xiàng)研究發(fā)出了明確警告：在微塑料分析中，盲目佩戴普通一次性手套可能弊大于利。它不但無法防止污染，反而會(huì)引入新的、更難以察覺的系統(tǒng)性誤差。

為此，研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)烈建議：

1、盡可能避免徒手操作，或在必須防護(hù)時(shí)選用低殘留的潔凈室手套。

2、在數(shù)據(jù)分析中，摒棄單一依賴最高 HQI 的自動(dòng)化匹配，采用論文提出的改進(jìn)譜庫搜索法（針對(duì)紅外數(shù)據(jù)）和保形預(yù)測法（針對(duì)拉曼數(shù)據(jù)）。

3、手動(dòng)復(fù)核自動(dòng)化分析結(jié)果，特別是對(duì)于那些信號(hào)質(zhì)量不高、或算法給出模糊判定的光譜。

此外，研究團(tuán)隊(duì)已公開了各種硬脂酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)光譜庫和分析代碼。這項(xiàng)研究敦促整個(gè)微塑料研究界正視并解決由實(shí)驗(yàn)手套帶來的污染問題，以確保我們對(duì)環(huán)境微塑料豐度的評(píng)估更加真實(shí)、準(zhǔn)確，從而為制定有效的污染管控政策奠定可靠的科學(xué)基礎(chǔ)。

論文鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2026/AY/D5AY01801C