Nowa metoda spektroskopowa do precyzyjnego mierzenia poziomu nano- i mikroplastików w glebie.

WarsawNano i mikroplastiki (N/MPs) występują w wielu miejscach, takich jak gleba, oceany, woda pitna, powietrze oraz w ludzkich ciałach. Znaczna ilość tych drobnych plastików znajduje się w glebie. Są one na tyle małe, że mogą przenikać przez glebę do wód gruntowych i powierzchniowych. Opady deszczu ułatwiają im przemieszczanie się przez ziemię. Kiedy trafią do wód, mogą dostać się do organizmu człowieka. Ważne jest, aby badać, jak te cząstki rozprzestrzeniają się i przemieszczają w glebie.

Obecne metody pomiaru stężeń N/MP w glebie są skomplikowane. Wymagają oddzielenia materii organicznej w glebie za pomocą procesów chemicznych i fizycznych. Następnie izolowane N/MP analizowane są przy użyciu narzędzi takich jak:

• Mikroskop
• Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera
• Piroliza połączona z chromatografią gazową/spektrometrią mas
• Spektrometria Ramana

Metody te wymagają zaawansowanych umiejętności i nie są w stanie analizować cząstek mniejszych niż 1 mikrometr. Podczas separacji niektóre cząstki w glebie są tracone, co prowadzi do niedokładnych wyników.

Naukowcy opracowali nową metodę mierzenia stężenia N/MP w glebie za pomocą spektroskopii. W skład zespołu wchodzą: pan Kyouhei Tsuchida z Uniwersytetu Waseda, dr Yukari Imoto, dr Takeshi Saito oraz dr Junko Hara z Narodowego Instytutu Zaawansowanej Nauki i Technologii Przemysłowej, a także dr Yoshishige Kawabe z Uniwersytetu Waseda. Ich metoda jest prosta i nie wymaga oddzielania organicznej materii glebowej.

Spektroskopia pozwala zmierzyć ilość N/MPs w glebie, badając, ile światła o określonej długości fali przechodzi przez próbkę, a ile jest przez nią absorbowane. Ta metoda jest skuteczna niezależnie od rozmiaru N/MPs. Dzięki odpowiedniemu doborowi długości fal można odróżnić N/MPs od cząstek gleby. Naukowcy wykorzystali różnice w absorpcji światła przez N/MPs i cząstki gleby do pomiaru ilości N/MPs obecnych w próbce.

Zobacz również:

Dzisiaj · 11:25

Przełomowy elektrolit poprawia wydajność baterii stałych

Badacze opublikowali swoje wyniki w czasopiśmie Ecotoxicology and Environmental Safety 28 maja 2024 roku. Przygotowali sześć różnych zawiesin glebowych, wykorzystując próbki gleby o zróżnicowanych właściwościach, takich jak wielkość cząstek i zawartość organiczna. Następnie zmieszali próbki gleby z nanocząstkami polistyrenu o rozmiarze 203 nm, tworząc sześć różnych zawiesin gleby skażonej N/MP. Stężenie N/MP utrzymywano na poziomie 5 mg/L.

Zespół zbadał, ile światła pochłaniają zawiesiny glebowe w różnych długościach fal między 200 a 500 nm za pomocą spektrofotometru. Następnie zmierzyli poziomy N/MP w glebie. Ustalili, które dwie długości fal są najodpowiedniejsze do tych pomiarów, co pomogło uniknąć problemów związanych z cząstkami gleby i innymi materiałami w zawiesinie. Najlepszymi długościami fal okazały się 220-260 nm i 280-340 nm, ponieważ zapewniały najdokładniejsze wyniki przy minimalnych błędach we wszystkich sześciu próbkach.

Naukowcy stworzyli wykres, który ilustrował ilość N/MP w glebie. Na wykresie porównano ilość N/MP w wilgotnej glebie z tym, ile N/MP dodano do suchej gleby. Wykres przedstawiał linię prostą i uwzględniał, że część N/MP przylega do cząstek gleby. Ta metoda umożliwiła im dokładne zmierzenie poziomów N/MP w glebie.

Uzyskane wyniki wskazują, że ta nieskomplikowana metoda spektroskopowa daje bardzo dobre rezultaty. Pozwala na zmierzenie ilości N/MPs w glebie bez konieczności ich uprzedniego oddzielania. Metoda umożliwia także pomiar różnych rodzajów N/MPs, takich jak polietylen i politereftalan etylenu, w różnych typach gleb. Jest łatwa w użyciu jako pierwsze narzędzie diagnostyczne. To może pomóc w lepszym zrozumieniu, jak N/MPs rozprzestrzeniają się i przemieszczają w glebie.