Sample Preparation Method and FTIR Analysis Method for Microplastics Sampled from Rivers

Význam tématu

Microplasty o velikosti do 5 mm představují globální environmentální problém, jejich distribuce ve vodních tocích a oceánech má dopad na ekosystémy i lidské zdraví. Spolehlivá analýza degradace těchto částic je nezbytná pro sledování znečištění, porovnání výsledků mezi laboratořemi a navržení účinných opatření k jeho omezení.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit postup odběru vzorků microplastů z říčních vod, optimalizovat jejich přípravu k analýze a charakterizovat míru degradace pomocí Fourierovy transformace infračervené spektroskopie. Práce představuje integraci jednoduchého terénního odběru s pokročilou laboratorní metodikou.

Použitá metodika a instrumentace

Odběr:

• Zařízení Albatross (Pirika, Inc.) ponořeno do řeky na 3 minuty pro zachycování částic.

Separace a čištění:

1. Filtrace přes síta 2 mm a 0,1 mm.
2. Ošetření částic ze síta 0,1 mm 100 ml 30% H₂O₂ při 60 °C po dobu 3 dní k odstranění organických kontaminantů.
3. Promytí destilovanou vodou.
4. Přidání 150 ml 5,3 M NaI, gravitační separace 7 hodin, sběr částic z povrchové vrstvy.

Analýza:

• FTIR spektrometr Shimadzu IRSpirit s ATR příslušenstvím QATR-S (diamond prism).
• Parametry měření: rozlišení 4 cm⁻¹, 45 akumulací, rozsah 4000–600 cm⁻¹, apodizační funkce SqrTriangle, detektor DLATGS.

Hlavní výsledky a diskuse

Spektrální analýza ukázala výskyty absorpcí kolem 3400 cm⁻¹ (O–H strečink) a 1750 cm⁻¹ (C=O strečink), což odpovídá oxidativní degradaci polyetylénu po expozici UV záření ekvivalentní 10 rokům. Další signál okolo 1050 cm⁻¹ naznačuje možné zanesení silikátovými částicemi. Porovnání s UV-poškozenou knihovnou Plastic Analyzer potvrdilo identifikaci materiálu.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený postup umožňuje:

• Standardizované odběry mikroplastů i v úzkých tocích bez vysokých nákladů.
• Efektivní odstranění kontaminantů a selektivní izolaci částic.
• Rychlou a reprodukovatelnou identifikaci stupně degradace plastů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se:

• Rozšíření spektrálních knihoven o další typy plastů a kombinovaná databáze mechanického a chemického poškození.
• Integrace s datovými platformami pro online monitorování kvality vod.
• Automatizovaná příprava vzorků a terénní FTIR přístroje pro okamžité vyhodnocení.
• Uplatnění postupu v analýzách mikroplastů v mořském prostředí či půdách.

Závěr

Popsaný postup kombinující Albatross odběr, chemickou úpravu vzorků a FTIR analýzu pomocí Plastic Analyzer systému poskytuje spolehlivou metodiku ke kvantifikaci a charakterizaci degradace mikroplastů v říčních vodách. Výsledky potvrdily oxidativní poškození plastů vlivem UV záření a ukázaly cesty pro další rozvoj standardizovaných monitorovacích programů.

Reference

• R. Fuji: Application News No. A647, Shimadzu Corporation, 2021.