Codzienne korzystanie z polimerów syntetycznych, zarówno w formie przedmiotów codziennego użytku, jak i podczas procesów produkcyjnych, spowodowało masowe przedostawanie się do środowiska bardzo wolno degradowalnych materiałów. Cząstki tworzyw o średnicy poniżej 5 mm, czyli tzw. mikroplastik [1], przenikają niezauważenie przez obecne systemy oczyszczania wody i mogą zaburzyć funkcjonowanie ekosystemów wodnych, zwierząt i człowieka. Dlatego badanie ich jest tak ważne!
Wśród źródeł mikroplastków (mikrowłókien i cząstek) wyróżnia się: ubrania, farby i lakiery, pył z opon samochodowych, odpady polimerowe (torebki, butelki, naczynia jednorazowe) oraz kosmetyki (mikrogranulki).
Okazało się [2], że aż 83% próbek bieżącej wody z całego świata, było zanieczyszczone włóknami materiału o wielkości poniżej 0,1 mm. Tej wielkości polimerowe cząstki przedostają się do środowiska przez codzienne czynności, jak pranie, pływanie, mycie twarzy czy nawet chodzenie po ulicy. Cząstki materiału przedostają się do obiegu wody, wpływając na wszelkie organizmy żywe zamieszkujące środowiska wodne. Co więcej, włókna mikroplastiku mogą absorbować toksyny chemiczne znajdujące się w wodzie, takie jak pestycydy, czy też zanieczyszczenia pochodzące ze statków. Skażone włókna przedostają się do organizmów wodnych, a po jakimś czasie, w końcu, na nasze talerze [3].
Butelkowana woda pitna również nie jest wolna od mikroplastików – wręcz przeciwnie, jest ona nimi skażona nawet w większym stopniu, niż woda bieżąca. Badania pokazują, że aż 93% przebadanej wody butelkowanej zawiera mikrocząstki tworzyw polimerowych [4]. Źródłem skażenia jest zarówno samo ujęcie wody, ze względu na brak możliwości detekcji mikroplastiku w aktualnych systemach oczyszczania wody, jak i proces jej butelkowania.
Informacje zwiększające świadomość skażenia wody plastikami coraz częściej pojawiają się w materiałach prasowych i artykułach w sieci, także w Polsce:
https://www.kigpr.pl/pl/198/313/mikroplastik-prawda-czy-mity.html
https://www.fakt.pl/wydarzenia/swiat/mikroplastik-wypelnia-nasze-organizmy/npfb1se
Aby zająć się tym problemem konieczne jest znalezienie źródła skażenia oraz mechanizmu jego powstawania, do czego pierwszym krokiem jest detekcja i identyfikacja mikroplastiku w różnego rodzaju próbkach. Obecna strategia wykrywania włókien i cząstek obejmuje ich mozolną, wizualną separację od innych zanieczyszczeń za pomocą mikroskopu optycznego. [5] Jest to bardzo czasochłonna metoda, podatna również na błędy, zarówno przez mały rozmiar drobin (poniżej 1 mm), jak i czynnik ludzki.
Do właściwej analizy problemu konieczne jest stosowanie technik pozwalających na charakteryzację mikroplastików przez określenie ich rozmiaru, kształtu, typu polimeru oraz składu chemicznego. Informacje te muszą też być powtarzalne, reprezentatywne i dokładne, otrzymane zgodnie z wytycznymi kontroli jakości (QA/QC). Warunki te spełnia mikroskopia ramanowska oraz mikroskopia podczerwieni, pozwalając na charakterystykę włókien materiału w szerokim zakresie rozmiarów (1-5000 µm średnicy).
Cząstki mikroplastików odfiltrowane z wody oceanicznej
Mikroskop ramanowski DXR2xi firmy Thermo Fisher Scientific pozwala na wykrycie cząstek o średnicy powyżej 1 µm w obecności innych zanieczyszczeń, z wysoką rozdzielczością przestrzenną do 0,5 µm. Z kolei algorytmy analizy oprogramowania OMNIC pozwalają na spektralną identyfikację wykrytych włókien przy wykorzystaniu bibliotek polimerów. Mikroskop DXR2xi zapewnia zarówno automatyczne ogniskowanie na próbce, jak i automatyczną kalibrację, co przekłada się na powtarzalność uzyskiwanych wyników. Zważywszy jeszcze na szybkość, z jaką obrazowane są duże obszary próbki, mikroskop Ramana DXR2xi stanowi doskonałe narzędzie do szybkiej i niezawodnej analizy wielu cząstek. Z kolei dla włókien materiału o średnicy powyżej 10µm równie szybki i efektywny będzie mikroskop podczerwieni Nicolet iN10 MX. Możliwości obu aparatów w detekcji cząstek mikroplastików demonstrują dostępne noty aplikacyjne.
Zapraszamy do odwiedzenia dedykowanej strony internetowej:
www.thermofisher.com/microplastics
Poniższa tabela pokazuje możliwości analityczne aparatów:
| FTIR + ATR | Mikroskop punktowy FTIR | Mikroskop obrazujący FTIR | Mikroskop ramanowski | |
| Konfiguracja |  |
 |
 |
 |
| Nicolet Summit z przystawką ATR Everest | Mikroskop IR Nicolet iN5 ze spektrometrem FTIR Nicolet iS20 | Mikroskop obrazujący Nicolet iN10 MX | Mikroskop ramanowski DXR2xi | |
| Rozmiar mierzalnych cząstek | ||||
| 5 mm | ✓ | |||
| 1 mm | ✓ | |||
| 500 µm | ✓ | |||
| 100 µm | ✓ | ✓ | ||
| 10 µm | ✓ | ✓ | ✓ | |
| 1 µm | ✓ | |||
| Wyłącznie ręczne ustawienie próbki | Tak | Tak | Nie | Nie |
| Automatyczna analiza filtrów | Nie | Nie | Tak | Tak |
| Odporność na fluorescencję próbki | Tak | Tak | Tak | Nie |
W razie pytań lub zainteresowania dostępnymi rozwiązaniami aparaturowymi prosimy o kontakt:
Spectro-Lab, tel. 22 675 25 67, e-mail: info@spectro-lab.pl