Analýza mikroplastů ve vzorcích v okolí silnic pomocí Py-GC-MS

• Pyrolýza ve spojení s GC-MS a software F-Search MPs 2.0 umožňují kvalitativní a kvantitativní analýzu mnoha mikroplastů ve vzorcích životního prostředí.

• Menší pracovní zátěž operátora tím, že eliminuje běžnou zdlouhavou předúpravu, při které se ze vzorků životního prostředí extrahují pouze mikroplasty.

Malé plastové částice o průměru do 5 mm jsou známé jako mikroplasty (MP). V dnešní době panují obavy z dopadu takových MP na znečištění životního prostředí a lidské zdraví. V posledních letech tak byla pro hodnocení chemických vlastností MPs a jejich identifikaci a kvantifikaci používána také metoda spojení pyrolýzy a plynové chromatografie s hmotnostní detekcí GC-MS (Py-GC-MS).

Částice vznikající opotřebením pneumatik zůstávají v okolí silnic, jsou unášeny větrem a deštěm a mohou tak způsobit znečištění vod nebo ovzduší. V důsledku toho jsou MP považovány za jednu z hlavních znečišťujících látek životního prostředí.

Shimadzu: Plynový chromatograf s hmotnostním detektorem Shimadzu GCMS-QP2020 NX ve spojení s pyrolýzérem Frontier Laboratories EGA/PY-3030D Multi-Shot

Tato aplikace přináší možnosti kvalitativní a kvantitativní analýza MP přítomných v písku, půdě a dalším materiálu, který se hromadí na krajnicích a to bez složité úpravy vzorků. Konfigurace Py-GC-MS využívá pro snadnou identifikaci a kvantifikaci neznámých MPs software F-Search MPs 2.0 (od Frontier Laboratories Ltd.) pracující s hmotnostními spektry.

Konfigurace systému

• Pyrolyzér: EGA/PY-3030D Multi-Shot Pyrolyzer
• GC-MS systém: GCMS-QP 2020 NX

Jako standard byl pro kvalitativní a kvantitativní analýzu použit vzorek obsahující 12 typů plastů. Množství 0.4, 2.0 a 4.0 mg kalibračního referenčního vzorku MP bylo umístěno do každé nádobky pro vzorky s vloženou křemennou vatou a poté analyzováno.

Vzorky odebraného materiálu z krajnic jsou standardně směsi písku, zeminy a další hmoty. Asi 4,1 mg odebraného vzorku bylo umístěno do nádobky pro vzorky, byly přidány 4 mg CaCO3, vložena křemenná vata a poté byl vzorek analyzován.

Níže je uvedeno dvanáct typů plastů obsažených v referenčním vzorku pro kalibraci MP, produkty tepelného rozkladu používané pro kvalitativní analýzu a referenční ionty používané pro kvantitativní analýzu.

Typ plastu / Produkt tepelného rozkladu / Kvantitativní Ion (m/z)

• PE / 1,20-Heneicosadiene / 82
• PEPP / 2,4-Dimethyl-1-heptene / 126
• PEPS / Styrene trimer / 91
• PEABS / 2-Phenethyl-4-phenylpent-4-enenitrile / 170
• PESBR / 4-Phenylcyclohexene / 104
• PEPMMA / Methyl methacrylate / 100
• PEPC / 4-Isopropenylphenol / 134
• PEPVC / Naphthalene / 128
• PEPU / 4,4'-Methylenedianiline / 198
• PEPET / Benzophenone / 182
• PEN-6 / ε-Caprolactam / 113
• PEN-66 / Cyclopentanone / 84

Shimadzu: Výsledky analýzy PA - Porovnání SIM chromatogramů a hmotnostních spekter

Shimadzu: Výsledky analýzy SBR - Porovnání SIM chromatogramů a hmotnostních spekter

Závěr

Tento článek popisuje kvalitativní a kvantitativní analýzu MP akumulovaných na krajnicích silnic pomocí Py-GC-MS. Kalibrační křivky vytvořené z referenčního vzorku MP kalibrace poskytly dobré výsledky. Py-GC-MS a software F-Search MPs 2.0 umožňuje kvalitativní a kvantitativní analýzu více jednotlivých MPs ve vzorcích životního prostředí. Tato metoda přináší jednoduchost a efektivitu analýzy bez nutnosti komplexní předúpravy vzorků.

Přehled literatury Shimadzu pro analýzu mikroplastů v knihovně LabRulezGCMS

• Analytical and Measuring Instruments for Microplastics (Postery | 2020)

• Issues in the Analysis of Microplastics (Ostatní | 2021)

• Analysis of Microplastic Polymer Using Pyrolysis GC/MS (Postery | 2021)

• How to Kickstart Your Micro- and Nanoplastics PY-GC/MS Analysis (Aplikace | 2022)

• Analysis of Microplastics in Roadside Debris by Py-GC-MS (Aplikace | 2023)

• Analysis of Toxic Chemical Substances Adsorbed on Microplastics (Aplikace | 2020)

• ASMS: Automated PY-GCMS Workflow for the Qualitative and Quantitative Analysis of Microplastics in Environmental Samples (Postery | 2022)

• Analysis of Mixed Polymer Sample as Microplastics using Pyrolysis GC/MS (Aplikace | 2020)

• Method Package Guidebook (Příručky | 2022)

• A Guide to GCMS Sample Introduction Systems: Choosing the best system for your analysis (Příručky | 2020)