Analýza mikroplastů ve vzorcích životního prostředí a potravin metodami vibrační spektrometrie

Bc. Lenka MINAŘÍKOVÁ

Master's thesis

Analysis of microplastics in environmental and food samples by vibrational spectrometry methods

Abstract:

Mikroplasty jsou nejčastěji definovány jako plastové částice s velikostí v rozmezí 1 um - 5 mm a jsou hojně rozšířeny napříč životním prostředím. Hlavní část této diplomové práce je zaměřena na analýzu mikroplastů ve vzorcích kalů z čistírny odpadních vod Olomouc - Nové Sady. Dále byly mikroplasty zkoumány ve vzorcích balených nápojů a kohoutkové vodě. K identifikaci mikroplastů byla zvolena metoda infračervené spektrometrie s Fourierovou transformací, konkrétně technika zeslabené totální reflexe. Pomocí optického mikroskopu byla provedena charakterizace mikroplastů a jejich rozdělení podle tvaru a barvy. Při úpravě vzorků kalů byly porovnávány různé metody rozkladu organického materiálu, a to prostřednictvím H2O2 za zvýšené teploty, H2O2 s přídavkem Fentonova činidla a NaOH za zvýšené teploty. Jako optimální se jevila metoda s použitím Fentonova činidla. Průměrné koncentrace mikroplastů ve vzorcích upravených touto metodou byly 1542 a 14 583 mikroplastů na kilogram vysušeného kalu. Separace mikroplastů byla provedena hustotní flotací, přičemž byla porovnávána účinnost solí NaCl a ZnCl2 na extrakci mikroplastů. Při analýze balených nápojů byl zkoumán vliv venkovních podmínek (sluneční záření, teplo) a mrazu na uvolňování mikroplastů z obalů. Z celkem 38 vzorků balených nápojů byly mikroplasty objeveny u 10 z nich.

Abstract:

Microplastics are mostly defined as plastic particles within sizes of 1 um - 5 mm and their occurrence is spread across the environment. The main part of this master's thesis is focused on research of microplastics in samples of sewage sludge from wastewater treatment plant Olomouc - Nové Sady. Moreover, microplastics were analysed in samples of bottled beverages and tap water. Method of Fourier-transform infrared spectrometry, specifically attenuated total reflectance was chosen for identification of microplastics. The characterization and color and shape distribution of microplastics was performed using optical microscope. Three different procedures of organic matter removal for sewage sludge samples were investigated, including H2O2 at elevated temperature, H2O2 with Fenton's reagent addition and NaOH at elevated temperature. Procedure using Fenton's reagent seemed to be optimal for this application. The average concentrations of microplastics in samples treated with this method were 1542 and 14 583 microplastics per kilogram of dried sludge. Microplastics were separated using flotation and extraction efficiencies of NaCl and ZnCl2 salts were compared. In bottled beverages analysis, the influence of external conditions (sunlight, heat) and freeze was examined.

Keywords

Mikroplasty, odpadní kaly, infračervená spektrometrie, ATR, balené nápoje

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. David Milde, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Analytical Chemistry