Measurement of Microplastics and Use of Thermal-Damaged Plastics Library

Význam tématu

Microplasty představují závažný environmentální problém ovlivňující pobřeží, mořské ekosystémy i potenciálně lidské zdraví. Včasná detekce a identifikace mikroplastů je klíčová pro sledování jejich původu a navrhování účinných protokolů ochrany životního prostředí.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat možnost rychlé a spolehlivé identifikace mikroplastů o velikosti několika mikrometrů až 5 mm pomocí kompaktního FTIR spektrometru IRSpirit a využití Shimadzu termálně poškozené knihovny plastů. Analýza umožňuje rozpoznat i degradované vzorky, u nichž konvenční FTIR knihovny nemusí poskytnout shodu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro měření byla využita metoda ATR (Attenuated Total Reflection), kde je vzorek přiložen na diamantový ATR prizma a měří se odražené infračervené záření s hloubkou proniku  ∼ several μm.

• Spektrometr: Shimadzu IRSpirit Compact FTIR
• ATR příslušenství: QATR-S (diamond prism)
• Rozlišení: 4 cm⁻¹, akumulace 40 s., detektor DLATGS, apodizační funkce Happ-Genzel

Hlavní výsledky a diskuse

Vzorky mikroplastů z pobřeží byly barevné i bílého provedení. Analýza pomocí termálně poškozené knihovny odhalila u bílého vzorku polypropylen (PP) vystavený 200 °C po dobu 4 h a u červeného vzorku polyethylen (PE) vystavený 200 °C po dobu 2 h. Výsledky naznačují, že oba typy prošly oxidativní degradací analogickou UV poškození.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé a jednoduché určení typu mikroplastů v terénu i laboratoři díky kompaktnímu FTIR s širokým spektrem příslušenství. Využití termálně poškozené knihovny rozšiřuje možnosti kvalifikace degradovaných materiálů tam, kde standardní knihovny selhávají.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření knihovny o další plastové polymery a degradační stavy. Integrace s technikami jako Ramanova mikroskopie, hyphenované metody FTIR-GC a automatizovaná on-line analýza může zvýšit citlivost a rychlost detekce.

Závěr

Studie prokázala, že kompaktní FTIR IRSpirit se systémem ATR a termálně poškozenou knihovnou plastů je efektivním nástrojem pro identifikaci i silně degradovaných mikroplastů. Doporučuje se kombinovat FTIR měření s cíleným UV poškozením modelových vzorků pro zvýšení jistoty analýzy.

Reference

1. Hiroshi Yamanoi. The Mechanisms of Polymer Degradation Discoloration and Stabilization. Journal of the Materials Life Society, Japan. 19(3):103–108, 2007.
2. Yoshio Oki. Degradation of Plastic Materials. Journal of the Metal Finishing Society of Japan. 24(4):229–238, 1973.