Fast and Simple Material Identification of Plastic Debris Using FTIR Spectrometry

Význam tématu

Analýza plastového odpadu je klíčová pro sledování a pochopení environmentálního dopadu rostoucí produkce plastů. FTIR spektrometrie s ATR umožňuje rychlou a spolehlivou identifikaci polymerních typů v povětrnostně degradovaných vzorcích plastu ze životního prostředí.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje využití Agilent Cary 630 FTIR spektrometru vybaveného ATR modulem pro rychlou identifikaci plastového odpadu sbíraného na pláži. Hlavním cílem bylo zhodnotit jednoduchý pracovní postup od přípravy vzorku až po automatizovanou identifikaci materiálu.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: devět degradovaných plastových fragmentů z Mordialloc Beach, Austrálie.
• Spektrometrie: FTIR-ATR v rozsahu 4000–650 cm⁻¹, rozlišení 4 cm⁻¹, 64 pozadí a vzorkových skenů.
• Pracovní postup: příprava tenkého řezu vzorku (cca 2 mm) pro optimální kontakt s diamantovou ATR destičkou.
• Software: Agilent MicroLab s obrazovým rozhraním a možností rychlého vytváření a správy vlastní spektrové knihovny polymerů.
• Knihovna: standardní vzorky nejběžnějších polymerů (PP, PE, PS, PET, PVC, PC, PMMA, PA, PTFE atd.).

Hlavní výsledky a diskuse

• Osm z devíti vzorků bylo identifikováno jako polypropylen, jeden jako vysokohustotní polyethylen.
• Hit quality index (HQI) dosahoval hodnot 0,947–0,994 pro polypropylen a 0,971 pro HDPE.
• Barevné kódování výsledků podle hodnoty HQI zjednodušuje interpretaci a snižuje riziko chyby.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlý a jednoduchý pracovní postup nevyžaduje složitou přípravu, výsledky jsou k dispozici okamžitě včetně zobrazení důvěryhodnosti. Metoda je přenosná i pro terénní aplikace a snadno adaptovatelná díky uživatelsky přívětivému softwaru.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace přenosných FTIR systémů pro analýzu mikroplastů in situ.
• Pokročilé zobrazovací metody LDIR pro detailní chemickou mapu částic.
• Rozšíření knihoven o nové polymery a degradované varianty pro komplexní environmentální studie.

Závěr

Agilent Cary 630 FTIR s ATR modulem představuje efektivní nástroj pro rychlou identifikaci polymerních materiálů v ovzduší a na plážích. Kombinace intuitivního softwaru a uživatelsky tvořených knihoven umožňuje vysokou flexibilitu a spolehlivost výsledků.

Reference

• United Nations Environment Program. Our Planet is Choking on Plastic. 2023.
• Andrady AL. Weathering and Fragmentation of Plastic Debris in the Ocean Environment. Mar. Pollut. Bull. 2022;180:113761.
• Lavers JL, Rivers-Auty J, Bond AL. Plastic Debris Increases Circadian Temperature Extremes in Beach Sediments. J. Hazard Mater. 2021;416:126140.