En ny spektroskopimetod för att exakt mäta nano- och mikroplastnivåer i jord.

StockholmNano- och mikroplaster (N/MP) återfinns på många platser, såsom i jord, hav, dricksvatten, luft och även inne i människor. En stor mängd av dessa små plastpartiklar finns i jorden. De är tillräckligt små för att kunna förflytta sig genom marken och nå grund- och sötvatten. Regnvatten underlättar deras rörelse genom jorden. När de väl har hamnat i vatten kan de ta sig in i människokroppen. Därför är det viktigt att undersöka hur dessa partiklar sprider sig och rör sig i jorden.

Nuvarande metoder för att mäta koncentrationer av N/MP i jord är komplexa. De kräver att jordens organiska material separeras genom kemiska och fysikaliska processer. De isolerade N/MP:erna analyseras därefter med hjälp av verktyg som:

• Mikroskop
• Fourier-transform infraröd spektroskopi
• Pyrolys-gaskromatografi/masspektrometri
• Raman-spektroskopi

Dessa metoder kräver avancerade färdigheter och kan inte analysera partiklar som är mindre än 1 mikrometer. Vissa partiklar i jorden går förlorade under separationsprocessen, vilket leder till oprecisa resultat.

Forskare har utvecklat ett nytt sätt att mäta N/MP-koncentrationer i jord med hjälp av spektroskopi. I teamet ingår Mr. Kyouhei Tsuchida från Waseda University, Dr. Yukari Imoto, Dr. Takeshi Saito och Dr. Junko Hara från National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, samt Dr. Yoshishige Kawabe från Waseda University. Deras metod är enkel och kräver inte att man separerar jordens organiska material.

Spektroskopi används för att mäta mängden N/MP i jord genom att undersöka hur mycket ljus av en viss våglängd som passerar igenom och absorberas av provet. Denna metod kan identifiera N/MP oavsett storlek. Genom att välja rätt våglängder kan man skilja N/MP från jordpartiklar. Forskarna nyttjade skillnaderna i ljusabsorption mellan N/MP och jordpartiklar för att uppskatta mängden N/MP som finns.

Läs också:

Idag · 11:25

Elektrolytgenombrott: förbättrar batteriprestanda totalt

Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften Ecotoxicology and Environmental Safety den 28 maj 2024. De tillverkade sex olika jorduppslamningar med hjälp av jordprover med skiftande egenskaper som partikelstorlek och organiskt innehåll. Sedan blandade de dessa jordprover med polystyren-nanopartiklar som var 203 nm stora, vilket resulterade i sex olika N/MP-förorenade jorduppslamningar. Koncentrationen av N/MP hölls vid 5 mg/L.

Teamet undersökte hur mycket ljus som jordupphängningarna absorberade vid olika våglängder mellan 200 och 500 nm med hjälp av en spektrofotometer. Därefter mätte de N/MP-nivåerna i jorden. De identifierade de två bästa våglängderna för dessa mätningar, vilket hjälpte till att undvika störningar från jordpartiklar och andra ämnen i upphängningen. De mest effektiva våglängderna var 220-260 nm och 280-340 nm, vilket gav de mest exakta resultaten med minst fel över sex prover.

Forskarna skapade ett diagram för att visa mängden N/MP i marken. Detta diagram jämförde mängden N/MP i våt jord med hur mycket N/MP som tillsattes i torr jord. Diagrammet var en rak linje och beaktade att vissa N/MP fäster vid jordpartiklar. Denna metod hjälpte dem att noggrant mäta N/MP-nivåerna i marken.

Dessa resultat visar att denna enkla spektroskopimetod fungerar bra. Den kan mäta mängden N/MP:er i jord utan att behöva separera dem först. Metoden kan också mäta olika typer av N/MP:er, såsom polyeten och polyetentereftalat, i olika jordtyper. Det är lätt att använda som en första kontroll. Detta kan hjälpa oss att bättre förstå hur N/MP:er sprider sig och rör sig i jorden.