Using an Automatic Preparation System to Collect 100 μm Microplastics from Environmental Surface Waters

Význam tématu

Monitorování a analýza mikroplastů v povrchových vodách je klíčová pro hodnocení environmentálního znečištění a potenciálních dopadů na ekosystémy i lidské zdraví. Standardizovaná a reprodukovatelná příprava vzorků je nezbytná pro spolehlivá srovnání dat mezi laboratořemi a studiemi.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo rozšířit schopnost automatického přípravného systému MAP-100 ke sběru mikročástic o minimálním rozměru 100 µm místo původních 300 µm. Systém byl navržen podle japonské metodiky sběru a zpracování, přičemž nový hardware umožňuje zachytit jemnější frakce.

Použitá metodika a instrumentace

Proces přípravy zahrnoval:

• Rozklad organické hmoty reakcí s 30% peroxidem vodíku (20–72 h při 60 °C, 200 rpm)
• Denzitní separaci vžitím nasyceného roztoku sodného jodidu o hustotě 1,6 (stání 1–3 h, 500 rpm)
• Přetečení supernatantu do sběrné nádoby a následnou filtraci

Klíčová instrumentace:

• Automatický přípravný systém Shimadzu MAP-100 (jednotky dodávky činidel, reakční, sběrná a likvidace odpadů)
• Planktonová síť (333 µm) pro předběžný odběr 1000 l mořské vody
• Nerezové síto o velikosti oka 100 µm vsazené do reakční nádoby
• Střídač mesh 90 µm a PTFE filtr 5 µm pro konečnou přípravu vzorku
• FTIR a Raman mikroskop IRXross + AIMsight™ pro identifikaci polymerů

Hlavní výsledky a diskuse

Změna nerezového síta a úprava sběrné jednotky umožnila zachytit částice již od 100 µm. V prvním příkladu z mořské vody s vysokým obsahem organiky byl při 300 µm pilotně rozklad trvající až 72 h důkladný. Ve druhém příkladu s nižší organikou postačoval rozklad 20 h. Analýzy FTIR/Raman potvrdily přítomnost mikroplastů PP a PE o rozměrech kolem 240 × 120 µm.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaná příprava výrazně snižuje variabilitu operátora, zkracuje dobu analýzy a zvyšuje reprodukovatelnost dat. Metoda je vhodná pro environmentální monitoring, výzkum dopadů mikročástic a rutinní kontroly kvality v odvětvích vodohospodářství i potravinářství.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Snižování dolní hranice velikosti sbíraných částic pod 100 µm
• Integrace s online detekčními moduly a pokročilými identifikačními technikami
• Rozšíření aplikace na půdní a vzdušné matrice
• Kombinace s chemoinformatickými nástroji a AI pro efektivní vyhodnocení dat

Závěr

Úprava MAP-100 umožnila standardizovaný sběr mikročástic o velikosti od 100 µm, čímž se významně rozšířila jeho užitečnost pro studium jemných frakcí plastového znečištění. Systém poskytuje konzistentní výsledky a podporuje další rozvoj výzkumu mikroplastů.