Technique for Measuring Microplastics Collected on Various Filters Using a Particle Filter Holder

Význam tématu

Analýza mikroplastů v životním prostředí je klíčová pro posouzení jejich distribuce, zdrojů a potenciálních rizik. Precizní identifikace a kvantifikace částic s rozměry od několika mikrometrů do milimetrů pomáhá lépe porozumět osudovým procesům plastů v mořských a sladkovodních ekosystémech a podporuje tvorbu environmentálních regulací.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje novou postupovou kombinaci Fourierovy transformace v infračervené oblasti (FTIR) a infračerveného mikroskopu k měření a identifikaci mikroplastů zachycených na různých typech filtračních materiálů. Hlavním cílem bylo ověřit vliv materiálu a průměru por (PTFE, Al₂O₃, Au/PC, nerez) na kvalitu spektrálního záznamu a efektivitu detekce částic.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek standardních částic PS, PE a PP (d<100 µm) dispergovaných ve vodě byl zachycen vakuovou filtrací přes filtry různé konstrukce. Pro konzistentní sušení a eliminaci vrásek byl vyvinut držák filtru (PF holder), který udržuje filtr v rovině na mřížce mikroskopu.

• Filtrace: 13 mm filtry s póry 0,2–8 µm
• Předměty měření: IRXross FTIR spektrofotometr, AIMsight IR mikroskop
• Metoda: transmisní (PTFE, Al₂O₃) a reflexní módy (nerez, Au/PC)
• Programy: vysokorychlostní mapování, analýza částic
• Parametry: 8 cm⁻¹ rozlišení, 50 skenů, apertura 20×20 µm, interval 20 µm

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza transmise pro PTFE odhalila potíže v oblasti 1 200 cm⁻¹ kvůli absorpci filtru, což snižuje skóre vyhledávání. Al₂O₃ prezentuje omezení mezi 1 200–700 cm⁻¹. Reflexní měření na Au/PC vykazuje interferenční artefakty. Nerezový filtr poskytuje nejširší propustnost (700–4 000 cm⁻¹) bez významných rušivých pásů. Díky PF držáku jsou snímky ostré v celém měřeném poli a počet detekovaných částic (PS: 26, PP: 21, PE: 1) s velikostním rozdělením 20–40 µm odpovídá očekáváním.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• jednoduchou přípravu a sušení filtru bez deformací,
• vysokou kvalitu mikroskopických snímků a spekter,
• automatizovanou detekci a klasifikaci částic,
• efektivní workflow vhodné pro rutinní laboratoře environmentální analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směry zahrnují integraci pokročilých algoritmů strojového učení pro přesnější rozlišení polymerů, rozšíření metodiky na menší částice pod 10 µm, vývoj kompaktních mobilních systémů pro terénní analýzu a rozšíření databází spekter nových plastů a kompozitů.

Závěr

Popsaná kombinace FTIR s IR mikroskopem a speciálního držáku filtru významně zlepšuje kvalitu měření mikroplastů. Vhodná volba filtračního materiálu a sušicího držáku umožňuje spolehlivé spektrální záznamy a efektivní analýzu částic v rozsahu desítek mikrometrů.

Reference

1) Ministry of the Environment, FY 2020 Comprehensive Assessment of the Current Status, Biological Impacts, and Other Considerations Regarding Marine Debris, 2025.
2) Kataoka T., Iga Y., Baihaqi R.A. et al. Geometric relationship between the projected surface area and mass of a plastic particle. Water Research. 2024;61:122061.