High-Speed Measurement of Microplastics Smaller than 100 μm Collected on a Filter and Efficient Analysis

Význam tématu

Mikroplasty s průměrem menším než 100 µm představují závažný environmentální problém, zejména v pitné vodě. Spolehlivá detekce a kvantifikace těchto částic je klíčová pro monitorování znečištění a hodnocení rizik.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je zrychlit měření a analýzu mikroplastů menších než 100 µm na filtru prostřednictvím High Speed mapping programu a particle analysis programu. Experiment zahrnuje měření standardního vzorku a vyhodnocení distribuce polymerů PE, PET a PS.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek standardního materiálu byl dispergován ve filtrované vodě a zachycen na křemíkovém filtru (10×10 mm, póry 5 µm) upevněném v držáku PF. Měření probíhalo na systému IRTracer-100 s AIMsight v transmisním režimu. Klíčové parametry:

• Software High Speed mapping program a particle analysis program
• Optický režim transmisní, rozlišení 8 cm-1, akumulace 30, apodizační funkce SqrTriangle
• Apertura a krok skenování 20×20 µm
• Mapovací oblast 1,7×2,1 mm, detektor T2SL
• Podmínky High Speed mapping: úroveň šumu 0,02, prahová hodnota 0,4, vyloučené spektrální oblasti 4000-3200 a 2800-700 cm-1

Hlavní výsledky a diskuse

High Speed mapping zkrátil dobu měření na přibližně osminu standardního postupu. Spektrální analýza identifikovala přítomnost PE, PET, PS a proteinů. Particle analysis program barevně odlišil jednotlivé polymerní komponenty a umožnil rychlou vizualizaci a kvantifikaci. V analyzované oblasti bylo zjištěno 1 PE, 1 PET a 7 PS částic. Histogram velikostí ukázal fragmenty PS s hlavní osou do 50 µm a v rozmezí 150-400 µm. Rozšířený pohled odhalil drobné úlomky kolem většího shluku PS.

Přínosy a praktické využití metody

Popsaný postup nabízí rychlou a spolehlivou identifikaci mikroplastů menších než 100 µm, přesné počítání částic, určení jejich velikostních charakteristik a odhad objemu i hmotnosti. Automatizovaná analýza výrazně zefektivňuje workflow v environmentálním monitoringu, QA/QC i výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj bude směřovat k rozšíření spektrálních databází o nové typy polymerů, využití umělé inteligence pro zlepšení klasifikace, plné automatizaci měřících sekvencí a integraci do systémů environmentálních datových platforem.

Závěr

Kombinace High Speed mapping programu a particle analysis programu s infračervenou mikroskopií představuje efektivní nástroj pro kvantitativní i kvalitativní analýzu mikroplastů na filtru, s výrazným zkrácením doby měření a zjednodušením datové analýzy.

Reference

1. Ministry of the Environment River and Lake Microplastics Investigative Guidelines Water Environment Management Bureau Ministry of the Environment March 2024
2. Tomoya Kataoka Yota Iga Rifqi Ahmad Baihaqi et al The geometric relationship between the projected surface area and the mass of a plastic particle Water Research 2024 61 122061