Nieuwe spectroscopiemethode om niveaus van nano- en microplastics in bodem te meten

AmsterdamNano- en microplastics (N/MPs) worden op veel plekken aangetroffen, waaronder in de bodem, oceanen, drinkwater, lucht en zelfs in mensen. Een groot deel van deze minuscule plastic deeltjes bevindt zich in de bodem. Ze zijn klein genoeg om door de grond naar het grond- en zoetwater te bewegen, geholpen door regenwater. In het water kunnen ze uiteindelijk in het menselijk lichaam terechtkomen. Het is belangrijk te bestuderen hoe deze deeltjes zich verspreiden en bewegen in de bodem.

Huidige methoden om N/MP-concentraties in de bodem te meten, zijn ingewikkeld. Ze vereisen het scheiden van de organische stof in de bodem door chemische en fysieke processen. De geïsoleerde N/MP's worden daarna geanalyseerd met hulpmiddelen zoals:

• Microscoop
• Fourier-transformatie infraroodspectroscopie
• Pyrolyse-gaschromatografie/massaspectrometrie
• Ramanspectrometrie

Deze methoden vereisen geavanceerde vaardigheden en kunnen geen deeltjes kleiner dan 1 micrometer analyseren. Tijdens de scheiding gaan sommige deeltjes in de bodem verloren, wat tot onnauwkeurige resultaten leidt.

Onderzoekers hebben een innovatieve methode ontwikkeld om N/MP-concentraties in de bodem te meten met behulp van spectroscopie. Dit team bestaat uit de heer Kyouhei Tsuchida van Waseda Universiteit, dr. Yukari Imoto, dr. Takeshi Saito en dr. Junko Hara van het Nationaal Instituut voor Geavanceerde Industriële Wetenschap en Technologie, en dr. Yoshishige Kawabe van Waseda Universiteit. Hun methode is eenvoudig en vereist geen scheiding van organische stof uit de bodem.

Spectroscopie helpt de hoeveelheid N/MPs in de bodem te meten door te analyseren hoeveel licht van een bepaalde golflengte wordt doorgelaten en hoeveel door het monster wordt geabsorbeerd. Deze methode kan N/MPs detecteren ongeacht hun grootte. Door de juiste golflengtes te kiezen, kunnen N/MPs worden onderscheiden van bodemdeeltjes. De onderzoekers gebruikten de verschillen in lichtabsorptie tussen N/MPs en bodemdeeltjes om de hoeveelheid N/MPs te bepalen.

Lees ook:

Vandaag · 13:23

Nieuwe inzichten: mechanische krachten sturen genexpressie aan

De onderzoekers publiceerden hun resultaten op 28 mei 2024 in het tijdschrift Ecotoxicology and Environmental Safety. Ze maakten zes verschillende bodemoplossingen met behulp van bodemmonsters met uiteenlopende eigenschappen zoals deeltjesgrootte en organisch gehalte. Vervolgens mengden ze deze bodemmonsters met polystyreen nanodeeltjes van 203 nm groot, waardoor er zes verschillende met N/MP verontreinigde bodemoplossingen ontstonden. De concentratie van N/MP werd op 5 mg/L gehouden.

Het team analyseerde hoeveel licht de bodemsuspensies absorbeerden bij verschillende golflengten tussen 200 en 500 nm met behulp van een spectrofotometer. Vervolgens maten ze de N/MP-gehaltes in de bodem. Ze ontdekten de twee beste golflengten voor deze metingen, die problemen met bodemdeeltjes en andere materialen in de suspensie hielpen vermijden. De optimale golflengten waren 220-260 nm en 280-340 nm, wat de nauwkeurigste resultaten opleverde met de minste fouten bij zes monsters.

De onderzoekers hebben een grafiek gemaakt om de hoeveelheid N/MP's in de bodem te laten zien. Deze grafiek vergeleek de hoeveelheid N/MP's in natte grond met de hoeveelheid N/MP die aan droge grond werd toegevoegd. De grafiek was een rechte lijn en hield rekening met het feit dat sommige N/MP's zich aan gronddeeltjes hechten. Deze methode hielp hen om nauwkeurig de N/MP-niveaus in de bodem te meten.

Uit deze resultaten blijkt dat deze eenvoudige spectroscopiemethode effectief werkt. Het kan de hoeveelheid N/MPs in de bodem meten zonder ze eerst te hoeven scheiden. Daarnaast is de methode in staat om verschillende soorten N/MPs, zoals polyethyleen en polyethyleentereftalaat, in diverse bodemtypen te analyseren. Het is gemakkelijk te gebruiken als een eerste screening. Dit kan ons helpen om beter te begrijpen hoe N/MPs zich verspreiden en bewegen in de bodem.