Comprehensive Approach for Successful Microplastics Analysis

Význam tématu

Analýza mikroplastů ve vodních vzorcích je klíčová pro posouzení jejich šíření v životním prostředí a potenciálních dopadů na ekosystémy. Metody poskytující kvantitativní i kvalitativní informace o velikostním rozdělení, tvaru a chemickém složení částic podporují lepší pochopení jejich původu a osudu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat komplexní přístup k analýze mikroplastů v rozsahu od 5 do několika set mikrometrů kombinací dynamické obrazové analýzy podle ASTM D8489 a spektroskopických metod FTIR (ATR a mikrospektroskopie). Testoval se postup odběru, přípravy vzorku a následné identifikace částic.

Použitá metodika a instrumentace

Postup vzorkování a přípravy podle ASTM D8332, D8333 a D8402. Pro menší částice (5–100 µm) použití dynamické obrazové analýzy:

• iSpect DIA-10 Dynamic Particle Image Analysis System podle ASTM D8489

Pro identifikaci chemického složení větších částic (>100 µm) a frakce menší než několik set µm:

• IRTracer-100 s QATR 10 (FTIR ATR) při rozlišení 4 cm-1, 30 skenů
• IRXross s AIMsight (FTIR mikroskopie) s rozlišením 8 cm-1, 5 skenů, měřicí aperturou 50×50 µm

Hlavní výsledky a diskuse

Dynamická obrazová analýza poskytla průměrnou koncentraci 3479 částic/ml pro frakci <100 µm (RSD 6,85 %) s rozdělením do velikostních tříd 5–10, 10–25, 25–50 a 50–100 µm. FTIR ATR identifikoval větší částice jako polypropylen, polystyren a polyethylen. FTIR mikroskopie pro frakci < několik set µm detekovala v průměru 4246 částic na filtr (vzorek 1) a 3317 částic na filtr (vzorek 2), přičemž byly mapovány oblasti s nejvyššími signály daných polymerů.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní charakterizace velikosti, tvaru a chemického složení mikroplastů
• Vysoká přesnost a opakovatelnost měření
• Rychlá kvantifikace a identifikace v širokém rozsahu velikostí

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace analýzy obrazu a spektrálních dat
• Rozšíření metod na různé typy matric a zvýšení propustnosti vzorků
• Integrace s datovými platformami pro monitorování znečištění mikroplasty

Závěr

Kombinace dynamické obrazové analýzy podle ASTM D8489 a FTIR metod (ATR a mikrospektroskopie) umožňuje komplexní a spolehlivou analýzu mikroplastů ve vodách. Prezentovaný přístup pokrývá široké spektrum velikostí a poskytuje jak kvalitativní, tak kvantitativní údaje pro environmentální monitorování.

Reference

1. Shimadzu App News GCMS-2202, An Automated Workflow for Quantitative Analysis of Microplastics in Environmental Samples via Pyrolysis-GC/MS
2. Shimadzu App News 01-00396-en, Analysis of Microplastics Using AIRsight Infrared/Raman Microscope
3. ASTM WK 87463, Standard Test Method for Spectroscopic Identification and Quantification of Microplastic Particles in Water Using Infrared Spectroscopy
4. Shimadzu Whitepaper New Standard Determination of Microplastics Particle and Fiber Size Distribution Shape and Concentration in Waters with High to Low Suspended Solids Using a Dynamic Image Particle Size and Shape Analyzer, September 2022
5. ASTM D8402, Standard Practice for Development of Microplastic Reference Samples for Calibration and Proficiency Evaluation in All Types of Water Matrices with High to Low Levels of Suspended Solids