Analysis of Microplastics on Aluminum-Coated Filters Using the Agilent 8700 Laser Direct Infrared (LDIR) Chemical Imaging System

Význam tématu

Rychlá a přesná identifikace mikroplastů je klíčová pro hodnocení znečištění ovzduší, vody a půdy.
Tradiční metody vibrační spektroskopie jsou sice citlivé, ale často pomalé a složité, což omezuje rozsah monitoringu.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl ověřit výkonnost Agilent 8700 LDIR spolu se softwarem Clarity při analýze mikroplastů přímo na hliníkově potažených filtrech.
Hodnoceny byly aspekty použití filtrů, detekční schopnosti, opakovatelnost výsledků, přesnost velikosti částic a spolehlivost identifikace polymerů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky se připravovaly filtrací suspenze mikroplastů v etanolu přes polyesterové filtry potažené hliníkem (25 mm, 0,8 µm).
Pro analýzu byl použit Agilent 8700 LDIR s kvantovým kaskádovým laserem (QCL) a Clarity software s automatizovaným workflow Particle Analysis.

• Vakuová filtrace za použití speciálního držáku a mosazné svorky
• Snímkování IR obrazu při 1 442 cm−1
• Komparativní záznam viditelného obrazu pro manuální kontrolu

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekce částic: LDIR zachytil 31 mikrosfér, manuální metoda pouze 30, což dokládá vyšší citlivost IR přístupu.
• Opakovatelnost: Variabilita počtu částic ve 10 opakováních byla pod 1 % ve všech velikostních a polymerových kategoriích.
• Přesnost velikosti: U NIST kalibrovaných kuliček 50 µm byla průměrná naměřená velikost 55,1 µm (SD 3,7 µm), u 20 µm kuliček 22,9 µm (SD 2,3 µm).
• Identifikace polymerů: PS, PP, PE a PET byly rozpoznány s HQI > 0,8 v 95–100 % případů.
• Cenová efektivita: Hliníkové filtry jsou levnější a mechanicky odolnější než zlaté, což usnadňuje manipulaci.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost on-filter analýzy s minimálním rizikem kontaminace.
• Automatizované zpracování dat pro vysoký počet vzorků.
• Vhodné pro institucí zabývající se kvalitou vody, půdy i vzduchu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Propojení s monitorovacími sítěmi a GIS pro reálné sledování znečištění.
• Rozšíření spektrálních knihoven o degradované mikroplasty.
• Implementace strojového učení pro urychlení klasifikace.
• Vývoj dalších typů cenově výhodných filtrů s optimalizovanou porézností.

Závěr

Kombinace hliníkově potažených filtrů a Agilent 8700 LDIR poskytuje rychlou, spolehlivou a ekonomickou metodu pro charakterizaci mikroplastů.
Metoda nabízí vysokou opakovatelnost, citlivou detekci i přesnou identifikaci polymerů vhodnou pro rozsáhlé environmentální studie.

Reference

1. Gerresten I. Plastic Pollution is One of the Defining Legacies of Our Modern Way of Life. BBC, 2023.
2. ASTM D8332 Standard Practice for Collection of Water Samples with High, Medium, or Low Suspended Solids for Identification and Quantification of Microplastic Particles and Fibers. ASTM International, 2020.
3. ASTM D8333 Standard Practice for Preparation of Water Samples with High, Medium, or Low Suspended Solids for Identification and Quantification of Microplastic Particles and Fibers Using Raman Spectroscopy, IR Spectroscopy, or Pyrolysis-GC/MS. ASTM International, 2020.
4. Draft Microplastics in Drinking Water Policy Handbook. State Water Resources Control Board, California, 2021.
5. Best Practice for On-Filter Analysis of Microplastics Using the Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System. Agilent Technologies, 2023.