Accurate Microplastic Analysis of Bottled Drinking Water

Význam tématu

Kontaminace pitné vody mikroplasty je stále naléhavější problém vzhledem k rostoucí spotřebě balené vody a nedostatečné kontrole plastového odpadu. Detailní a spolehlivá analýza těchto částic je klíčová pro pochopení jejich distribuce, zdrojů a potenciálních zdravotních rizik.

Cíle a přehled studie / článku

Tato aplikace demonstruje využití Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System a Agilent Cary 630 FTIR pro rutinní, automatizovanou detekci, identifikaci a kvantifikaci mikroplastů v balené pitné vodě. Studie analyzuje vzorky dvou komerčních značek vody, zjišťuje množství částic mikroplastů a identifikuje jejich polymery.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky vody (600 mL) byly filtrovány přes zlatem potažené polyesterové filtry (0,8 µm) za vakuové filtrace.
Analýza probíhala dvěma způsoby:

• On-filter analýza pomocí Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System, která v rychlém skenovacím a sweep režimu lokalizuje a měří jednotlivé částice v rozsahu 1 µm–5 mm, získá spektrum v IR oblasti a automaticky porovná se speciální knihovnou mikroplastů.
• Polymerová identifikace pomocí Agilent Cary 630 FTIR se diamantovým ATR modulem pro přímé měření vzorků lahví a uzávěrů s využitím uživatelsky vytvořené knihovny běžných plastů.

Použitá instrumentace

• Agilent 8700 Laser Direct Infrared (LDIR) Chemical Imaging System
• Agilent Cary 630 FTIR spektrometr s diamantovým ATR modulem

Hlavní výsledky a diskuse

Agilent 8700 LDIR detekoval v značce A čtyři částice mikroplastů (3× PE, 1× PET) a v značce B 33 částic (23× PE, 3× PET, 8× PA). Převládající polymery PE a PET nasvědčují, že významnou roli hraje otevírání a zavírání lahve. 
FTIR analýza lahví prokázala, že materiálem obou lahví je PET (hodnocení kvality zápasu ~0,98) a uzávěry byly identifikovány jako vysokohustotní PE (0,99). Dohodné výsledky obou přístupů potvrdily spolehlivost kombinovaného workflow.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatický on-filter LDIR postup minimalizuje manipulaci se vzorkem a riziko sekundární kontaminace.
• Vysoká rychlost analýzy a možnost zpracování velkého počtu vzorků zkracují dobu odezvy při monitoringu.
• FTIR-ATR doplňuje LDIR o ověření druhu polymeru z uzávěrů a lahví.

Budoucí trendy a možnosti využití

Výhledově lze systém rozšířit o analýzu dalších matrik (např. potravin, biologických vzorků) a zdokonalit knihovny spekter pro širší spektrum polymerů. Integrace pokročilých algoritmů strojového učení pro zlepšení rozlišení a kvantifikace interagujících částic se jeví jako perspektivní směr.

Závěr

Kombinace Agilent 8700 LDIR a Cary 630 FTIR nabízí robustní, přesné a vysoce automatizované řešení pro kvantitativní i kvalitativní analýzu mikroplastů v balené vodě. Obě technologie se navzájem doplňují a poskytují reprodukovatelné výsledky s vysokou důvěrou v identifikaci polymerů.

Reference

1. GESAMP. Sources, Fate and Effects of Microplastics in the Marine Environment: a Global Assessment. IMO, 2015.
2. SCCWRP. Adaptation of Definition of ‘Microplastics’ in Drinking Water. 2021.
3. Aslani H. et al. Tendencies Towards Bottled Drinking Water Consumption. Health Promot. Perspect. 2021, 11(1), 60–68.
4. Horton A. A. et al. Microplastics in Freshwater and Terrestrial Environments. Sci. Total Environ. 2017, 586, 127–141.
5. Mason S. A. et al. Synthetic Polymer Contamination in Bottled Water. Front. Chem. 2018, 6, 407.
6. Primpke S. et al. Reference Database Design for Automated Analysis of Microplastic Samples. Anal. Bioanal. Chem. 2018, 410, 5131–5141.
7. De Frond H. et al. μATR-FTIR Spectral Libraries of Plastic Particles. Anal. Chem. 2021, 93(48), 15878–15885.
8. Samandra S. et al. Assessing Exposure of the Australian Population to Microplastics. Sci. Total Environ. 2022, 837, 155329.