Nano i mikroplastika su dobro poznata pretnja, koja se može naći svuda u prirodi, uključujući tlo, okeane, vodu za piće, vazduh, pa čak i ljudsko telo. Studije pokazuju da zemljište posebno sadrži značajan deo N/MP.
Problem sa ovim N/MP je njihova mikroskopska veličina, koja im omogućava da lako migriraju kroz tlo u tlo ili slatkovodna tijela zbog ispiranja kišnice. Odatle ulaze u ljudsko telo. Stoga je imperativ razumjeti distribuciju i kretanje N/MP-a tla kako bi se izmjerila njihova prijetnja i ublažila je.
Trenutne tehnike za merenje koncentracija N/MP u zemljištu zahtevaju odvajanje sadržaja organske materije u zemljištu putem hemijskih i fizičkih procesa. Nakon toga, izolovani N/MP se analiziraju korišćenjem mikroskopa, infracrvene spektroskopije sa Furijeovom transformacijom, pirolizno-gasne hromatografije/masene spektrometrije ili Ramanove spektrometrije.
Međutim, ove tehnike zahtevaju napredne veštine i imaju ograničenu rezoluciju za analizu N/MP manjih od 1 µm. Štaviše, često se deo N/MP u zemljištu gubi tokom procesa odvajanja, što dovodi do netačnih merenja. Stoga je neophodno razviti jednostavan, ali precizan metod za detekciju i merenje N/MPs ≤1 µm u zemljištu.
U tom cilju, tim istraživača predvođen gospodinom Kjouhejem Cučidom sa Univerziteta Vaseda i Nacionalnog instituta za naprednu industrijsku nauku i tehnologiju, zajedno sa dr Iukari Imoto, dr Takeshi Saito i dr Junko Hara iz Nacionalnog instituta za napredne Industrijska nauka i tehnologija i dr Jošišige Kavabe, takođe sa Univerziteta Vaseda, osmislili su novu i jednostavnu metodu za merenje koncentracija N/MP u zemljištu pomoću spektroskopije bez odvajanja organske materije u zemljištu.
Spektroskopija može odrediti koncentraciju N/MP u zemljištu na osnovu toga koliko svetlosti određene talasne dužine prolazi kroz uzorak i koliko se apsorbuje. Na ovaj način, spektroskopija može potencijalno detektovati N/MPs bez obzira na veličinu, pod uslovom da se ispravne talasne dužine koriste za razlikovanje između N/MPs i tla.
Shodno tome, istraživači su razvili metod da koriste razliku između spektra apsorbancije N/MP i čestica tla za kvantifikaciju N/MP. Njihovi nalazi su objavljeni u časopisu Ekotoksikologija i bezbednost životne sredine 28. maja 2024.
Šest zemljišnih suspenzija je napravljeno od uzoraka zemljišta sa različitim karakteristikama, kao što su distribucija veličine čestica i organski sadržaj, i pomešane su sa nanočesticama polistirena veličine 203 nm. Ovo je stvorilo šest različitih simuliranih suspenzija tla kontaminiranih N/MP, sa koncentracijom N/MP koja je održavana na 5 mg/L.
„Izmerili smo apsorbanciju ovih zemljišnih suspenzija na različitim talasnim dužinama u rasponu od 200 do 500 nm pomoću spektrofotometra i na osnovu toga odredili koncentracije N/MP u zemljištu. Tada je identifikovana najbolja kombinacija dve talasne dužine za merenje N/MP. , što je pomoglo da se negiraju smetnje čestica tla i izluženih komponenti u suspenziji“, objašnjava Tsuchida.
Istraživači su otkrili da je kombinacija talasnih dužina od 220–260 nm i 280–340 nm imala najniži nivo greške za šest uzoraka i stoga je utvrđeno da je pogodna za merenje koncentracija N/MP u različitim tipovima zemljišta. Takođe su napravili kalibracionu krivu između koncentracije N/MP u zemljišnim suspenzijama i sadržaja N/MP dodatog u uzorke suvog zemljišta. Kalibraciona kriva je pokazala linearnu vezu između dve varijable i uzela je u obzir adsorpciju N/MP na česticama zemljišta. Ovo je omogućilo tačnu procenu koncentracije N/MP u zemljištu.
Ovi rezultati demonstriraju efikasnost ove jednostavne metode zasnovane na spektroskopiji za ispravno merenje koncentracije N/MP u zemljištu, bez ikakvog glomaznog procesa odvajanja.
„Naš novi pristup merenju može kvantifikovati različite N/MP, uključujući polietilen i polietilen tereftalat, u različitim zemljištima i lako se može koristiti kao inicijalna alatka za procenu. Štaviše, može pomoći u daljem razumevanju ponašanja distribucije i migracije N /poslanici u okruženju geosfere“, zaključuje Cuchida.
