Un nuovo metodo spettroscopico per il rilevamento di nano/microplastiche nel suolo

RomeNano e microplastiche (N/MP) si trovano in molti luoghi, tra cui il suolo, gli oceani, l'acqua potabile, l'aria e persino all'interno degli esseri umani. Una grande quantità di queste minuscole plastiche si accumula nel suolo. Essendo così piccole, riescono a spostarsi attraverso il terreno fino a raggiungere le acque sotterranee e dolci. L'acqua piovana facilita il loro movimento nel suolo. Una volta nell'acqua, possono finire nel corpo umano. È fondamentale studiare come queste particelle si diffondono e si muovono nel suolo.

Le attuali metodologie per misurare le concentrazioni di N/MP nel suolo sono complesse. Necessitano la separazione della materia organica del suolo attraverso processi chimici e fisici. Gli N/MP isolati vengono poi analizzati con strumenti come:

• Microscopio
• Spettroscopia a infrarosso in trasformata di Fourier
• Pirolisi-cromatografia a gas/spettrometria di massa
• Spettrometria Raman

Questi metodi richiedono competenze avanzate e non sono in grado di analizzare particelle inferiori a 1 micrometro. Durante la separazione, alcune particelle nel suolo vengono perse, portando a risultati imprecisi.

Ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo per misurare le concentrazioni di N/MP nel suolo usando la spettroscopia. Il team è composto dal Sig. Kyouhei Tsuchida dell'Università di Waseda, dalla Dott.ssa Yukari Imoto, dal Dott. Takeshi Saito e dalla Dott.ssa Junko Hara dell'Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia Industriale Avanzata, e dal Dott. Yoshishige Kawabe dell'Università di Waseda. Il loro approccio è semplice e non richiede la separazione della materia organica del suolo.

La spettroscopia aiuta a misurare la quantità di N/MPs nel suolo verificando quanta luce di una certa lunghezza d'onda passa attraverso e quanta viene assorbita dal campione. Questo metodo può rilevare gli N/MPs indipendentemente dalle loro dimensioni. Se vengono scelte le lunghezze d'onda giuste, è possibile distinguere gli N/MPs dalle particelle del suolo. I ricercatori hanno utilizzato le differenze nell'assorbimento della luce tra N/MPs e particelle del suolo per misurare la quantità di N/MPs presenti.

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Il 28 maggio 2024, i ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Ecotoxicology and Environmental Safety. Hanno creato sei diverse sospensioni di suolo utilizzando campioni di terreno con caratteristiche variabili come dimensione delle particelle e contenuto organico. Successivamente, hanno mescolato questi campioni di suolo con nanoparticelle di polistirene di 203 nm, ottenendo sei diverse sospensioni contaminate da N/MP. La concentrazione di N/MP è stata mantenuta a 5 mg/L.

Il team ha analizzato l'assorbimento della luce delle sospensioni di suolo a diverse lunghezze d'onda tra 200 e 500 nm utilizzando uno spettrofotometro. Successivamente, hanno misurato i livelli di N/MP nel terreno. Hanno individuato le due migliori lunghezze d'onda per queste misurazioni, evitando problemi dovuti a particelle e altri materiali presenti nelle sospensioni. Le lunghezze d'onda ottimali erano 220-260 nm e 280-340 nm, offrendo i risultati più accurati con il minor margine di errore su sei campioni.

I ricercatori hanno creato un grafico per mostrare la quantità di N/MPs nel terreno. Questo grafico confrontava la quantità di N/MPs nel suolo umido con quella aggiunta al suolo secco. Il grafico risultava essere una linea retta e teneva conto del fatto che alcuni N/MPs si attaccano alle particelle del terreno. Questo metodo ha permesso loro di misurare con precisione i livelli di N/MP nel terreno.

Questi risultati dimostrano che questo metodo semplice di spettroscopia funziona efficacemente. È in grado di misurare la quantità di N/MPs nel suolo senza doverli separare previamente. Inoltre, il metodo può quantificare vari tipi di N/MPs, come polietilene e polietilene tereftalato, in diverse tipologie di suolo. È facile da utilizzare per una prima verifica. Questo può aiutarci a comprendere meglio come gli N/MPs si diffondono e si muovono nel suolo.