Analysis of Microplastics in Roadside Debris by Py-GC-MS

Význam tématu

Výskyt mikroplastů (částice do 5 mm) v životním prostředí představuje riziko znečištění vod a ovzduší i potenciální dopad na lidské zdraví. Odpady podél silnic obsahují částice z úniku pneumatik i zbytky obalových materiálů, které se splachem či větrem dostávají do ekosystémů. Standardní separační předúprava mikroplastů je časově náročná. Kombinace pyrolytického GC-MS a softwaru F-Search MPs 2.0 umožňuje přímou kvalitativní i kvantitativní analýzu bez nutnosti složitého třídění.

Cíle a přehled studie / článku

Studie měla za cíl zavést a ověřit postup pro identifikaci a kvantifikaci více druhů mikroplastů ve vzorcích ze silniční krajnice bez rozsáhlé předúpravy. Pro tento účel byl použit referenční standard obsahující 12 běžných plastů, sledována linearita kalibrace a aplikována metoda na reálný vzorek.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda: Pyrolytický GC-MS (Py-GC-MS) s podporou softwaru F-Search MPs 2.0 pro spektrální vyhledávání a kvantifikaci.
• Příprava standardu: MP-CaCO3 referenční vzorek se 12 typy plastů (0,4–4,0 mg) s křemennou vatou proti roztřepení.
• Příprava reálného vzorku: ~4,1 mg směsi písku a půdy ze silničního kraje s přídavkem CaCO3 a křemennou vatou.

Použitá instrumentace

• Pyrolýzer: EGA/PY-3030D Multi-Shot Pyrolyzer (Frontier Laboratories)
• Autosampler: AS-1020E Auto-Shot Sampler (Frontier Laboratories)
• GC-MS systém: GCMS-QP 2020 NX (Shimadzu)
• Kolona: UAMP column kit (Frontier Laboratories)
• Pyrolýza: teplota 600 °C, rozhraní 300 °C
• GC: 40 °C (2 min), vzestup 20 °C/min na 280 °C (10 min), poté 40 °C/min na 320 °C (15 min); injector 300 °C, split 1:50, He (150 kPa)
• MS: elektronová ionizace (EI), scan m/z 29–350, ionizační zdroj 230 °C

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrace: Pro všech 12 plastů byla dosažena linearita s R² ≥ 0,995.
• Detekce v reálném vzorku: šest plastů s podobností ≥ 90 % – PE, SBR, PET, Nylon-6 (N66), PS a PMMA.
• Kvantifikace: PE 44 %, SBR 37 %, PET 11 %, Nylon-6 5 %, PS 2,6 %, PMMA 0,66 %.
• PE pravděpodobně pochází z obalových materiálů a zemědělských fólií; SBR z opotřebení pneumatik.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění náročné předúpravy vzorků, zjednodušení workflow.
• Současná identifikace a kvantifikace více plastů v heterogenních matricích.
• Uplatnění v environmentálním monitoringu, QA/QC a průmyslové analytice znečištění mikroplasty.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databází termických produktů pro širší škálu plastů a přísad.
• Integrace pokročilých softwarových nástrojů pro automatizované zpracování a reportování.
• Implementace metody do dlouhodobého sledování úniků mikroplastů z dopravní infrastruktury.

Závěr

Py-GC-MS ve spojení s F-Search MPs 2.0 poskytuje rychlou a spolehlivou kvalitativní a kvantitativní analýzu mikroplastů v silničním odpadu bez složité předúpravy. Metoda prokázala vysokou linearitu i schopnost detekovat klíčové typy plastů v reálných podmínkách.

Reference