Navigating Global Microplastics Regulations in Drinking Water with Vibrational Spectroscopy

Význam tématu

Únik drobných plastových částic do pitné vody vzbuzuje rostoucí obavy o veřejné zdraví a kvalitu životního prostředí. Správná detekce a charakterizace mikroplastů je klíčová pro hodnocení rizik a nastavení regulačních norem.

Cíle a přehled studie

Studie představuje přehled tří hlavních regulačních rámců pro měření mikroplastů v pitné vodě (EU 2024/1441, kalifornská metodika, ISO/DIS 16094-2) a demonstruje, jak Agilent 8700 LDIR s QCL-IR umožňuje jejich splnění.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorkování a filtrace: průtok vody přes zlaté, hliníkové filtry nebo nízkoemisní odrazné sklíčko (MirrIR) pomocí vakuové filtrace.
• Kontrola kvality: procedurální blanky, laboratorní blanky a sledování pozadí kontaminace.
• Spektroskopie: Agilent 8700 LDIR chemical imaging system s kvantovým kaskádovým laserem (QCL-IR) a software Clarity pro automatickou analýzu částic.
• Doplňující identifikace: FTIR modul na spektrometru Agilent Cary 630 ATR pro částice větší než 500 μm.

Hlavní výsledky a diskuse

• LDIR dosahuje detekce částic od 10 μm, což odpovídá požadavkům EU, Kalifornie i ISO/DIS 16094-2.
• Automatizované vyhodnocení počtu, velikosti, tvaru, barvy a chemického složení přesahuje HQI 0,95 pro hlavní polymery.
• Možnost nastavení vlastních rozsahů velikostních tříd a klasifikace tvaru na základě poměru délek stran (částice vs. vlákna).
• Rychlá příprava vzorku a vysoká propustnost díky přímé analýze filtrů bez nutnosti přenosu částic.
• Potvrzení funkčnosti instrumentace pro rozsah částic až do 5 mm pomocí FTIR ATR modulu.

Přínosy a praktické využití metody

• Zajištění konzistentních a reprodukovatelných dat pro regulatorní účely.
• Rychlý průběh analýzy a široké pokrytí polymerních i přírodních materiálů.
• Jednoduché vytváření vlastních spektrálních knihoven v rámci softwaru Clarity.
• Možnost rozšíření o termoanaly­tické metody či další spektrální techniky.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Dokončení a implementace standardu ISO/DIS 16094-2 a dalších metodických pokynů.
• Integrace umělé inteligence a strojového učení pro pokročilejší automatickou identifikaci.
• Rozvoj přímého monitoringu mikroplastů v reálném čase.
• Propojování vibracní spectroskopie s termoanalyzatornými postupy pro kvantitativní massové určení.

Závěr

Agilent 8700 LDIR combined s QCL-IR poskytuje robustní a automatizované řešení pro charakterizaci mikroplastů v pitné vodě, splňuje požadavky mezinárodních regulačních rámců a podporuje efektivní kontrolu kvality a risk management.

Reference

1. ISO/DIS 16094-3: Thermo-Analytical Methods for Waters with Low Content of Suspended Solids Including Drinking Water, 2025.
2. Commission Delegated Decision (EU) 2024/1441, European Commission.
3. California Water Boards: Policy Handbook for Microplastics in Drinking Water, 2022.
4. SWB-MP1-rev1 Standard Operating Procedures for Extraction and Measurement by IR of Microplastics in Drinking Water.
5. ISO/DIS 16094-2: Vibrational Spectroscopy Methods for Microplastic Analysis, under development.
6. ASTM WK87463: IR Spectroscopy Identification and Quantification of Microplastic Particles, draft.
7. Bäuerlein P. S. et al., Fate of Microplastics in Drinking Water Production, Water Res. 2022, 221:118790.
8. Agilent Technologies, Achieving Accurate Microplastics Characterization with 8700 LDIR, 2023.
9. Kumanayaka T.; Alwan W., Analysis of Microplastics on Aluminum-Coated Filters Using 8700 LDIR, 2023.
10. Alwan W.; Zieschang F., Fast and Simple Identification of Plastic Debris by FTIR, 2023.
11. Primpke S. et al., Reference Database Design for Automated Microplastic Analysis by FTIR, Anal. Bioanal. Chem. 2018.
12. De Frond H.; Rubinovitz R.; Rochman C. M., μATR FTIR Spectral Libraries for Microplastics, Anal. Chem. 2021.