IDENTIFIKÁCIA A ANALÝZA MIKROPLASTOV Z VODNÉHO PROSTREDIA

Význam tématu

Plasty se v posledních desetiletích rozšířily do všech složek životního prostředí, především díky své ceně a variabilitě vlastností. Mikroplasty (<5 mm) představují nový kontaminant, který snadno proniká do vodních ekosystémů, sedimentů i živočišných tkání a může akumulovat další toxické látky. Standardizované postupy pro jejich odběr, izolaci, identifikaci a kvantifikaci jsou klíčové pro porovnání výsledků mezi laboratořemi i pro zhodnocení jejich ekologického rizika.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři shrnují současné metody na izolaci mikroplastů z vody, sedimentu a biologického materiálu a přehledně popisují analytické techniky používané k jejich charakterizaci. Cílem je vytvořit přehledný manuál pro výzkumné i aplikované laboratoře, zdůraznit hlavní limity existujících přístupů a naznačit směry dalšího rozvoje nových metod.

Použitá metodika a instrumentace

Odběr vzorků:

• povrchová voda (bongo sítě, plovoucí sběrače),
• vodní sloupec (kónické sítě),
• sedimenty (flotační láhve, zařízení s jemnými vlnami),
• biomasa (pitva, enzymatický/chemický rozklad).

Čištění:

• peroxidová oxidace,
• kyseliny a zásady,
• enzymy (proteináza-K, lipáza, celuláza, chitináza).

Identifikace:

• SEM-EDS (mikroskopie + elementární analýza),
• FTIR (spektrální otisky, ATR-modul),
• Ramanova spektroskopie,
• py-GC-MS (pyrolýza + GC-MS),
• NMR (rozpuštěné i tuhé stavy).

Hlavní výsledky a diskuse

Autoři poukazují na to, že vizuální třídění vzorků je rychlé a levné, ale spolehlivost necelých 70–75 % vyžaduje potvrzení spektroskopií. FTIR a Raman jsou standardem pro netoxickou identifikaci polymerů, SEM-EDS umožňuje navíc detekci anorganických příměsí. Py-GC-MS poskytuje informace o termické degradaci a složení aditiv, NMR dává detailní molekulární obraz, avšak vyžaduje větší množství a čistotu vzorku. Flotační metody s NaCl, NaI či ZnCl₂ umožňují separovat fragmenty podle hustoty, ale pro lehčí polymery nemusí být vhodné roztoky s nižší hustotou.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňují kvantifikovat a typově rozlišit mikroplasty v celé škále matrik (voda, sediment, biota).
• Identifikace přítomnosti dalších kontaminantů (PCB, PAH, kovy, antibiotika) pomocí GC-MS či SEM-EDS.
• Výsledky lze využít pro hodnocení znečištění, tlakovou mapu kumulace plastů i pro legislativní standardy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Miniaturizace přenosných extrakčních jednotek (PFE, přenosné flotační přístroje).
• Selektivní fluorescenční značení (Nile Red) k rychlému screeningu většího množství vzorků.
• Integrované přístroje TED-GC-MS nebo TGA-GC-MS pro online identifikaci degradátů polymerů i aditiv.
• Štandardizace metrik a referenčních materiálů pro mezi-laboratorní srovnání.

Závěr

Analýza mikroplastů ve vodním prostředí vyžaduje kombinaci mechanické separace, chemické čistící fáze a deštruktivních i nedestruktivních analytických technik. Pro spolehlivá a reprodukovatelná data je nutný standardní protokol zahrnující kontrolu kontaminace, validaci technik a použití referenčních materiálů. Rozvoj nových metod slibuje rychlejší a přesnější monitoring mikroplastického znečištění.

Použitá instrumentace

• Skenovací elektronový mikroskop (SEM-EDS)
• Infračervená spektroskopie s FTIR (vč. ATR modu)
• Ramanova spektroskopie
• Pyrolýza spojená s plynovou chromatografií a MS (py-GC-MS)
• NMR spektroskopie

Reference

1. Geyer R., Jambeck J. R., Law K. L.: Sci. Adv. 3, e1700782 (2017).
2. Carpenter E. J., Smith K. L.: Science 175, 1240 (1972).
3. Hidalgo-Ruz V., Gutow L., Thompson R. C., Thiel M.: Environ. Sci. Technol. 46, 3060 (2012).
4. Lenz R., Enders K., Stedmon C. A., Mackenzie D. M. A., Nielsen T. G.: Mar. Pollut. Bull. 100, 82 (2015).
5. ICES/NOAA: Guidelines on microplastic monitoring in marine environments (2017).