نانو و میکروپلاستیک ها تهدیدی شناخته شده هستند که تقریباً در همه جای طبیعت از جمله خاک، اقیانوس ها، آب آشامیدنی، هوا و حتی بدن انسان یافت می شوند. مطالعات نشان می دهد که خاک به طور خاص دارای بخش قابل توجهی از N/MPs است. مشکل این N/MP ها اندازه میکروسکوپی آنها است که به آنها اجازه می دهد به راحتی از طریق خاک به داخل زمین یا بدنه های آب شیرین به دلیل شستشوی آب باران مهاجرت کنند. از آنجا وارد بدن انسان می شوند. از این رو، درک توزیع و حرکت N/MPs خاک برای سنجش تهدید و کاهش آن ضروری است.
تکنیک‌های کنونی برای اندازه‌گیری غلظت N/MP در خاک نیازمند جداسازی مواد آلی خاک از طریق فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی است. متعاقباً، N/MPهای جدا شده با استفاده از میکروسکوپ، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، کروماتوگرافی گازی پیرولیز/ طیف‌سنجی جرمی یا طیف‌سنجی رامان تجزیه و تحلیل می‌شوند. با این حال، این تکنیک ها به مهارت های پیشرفته نیاز دارند و وضوح محدودی برای تجزیه و تحلیل N/MP کوچکتر از 1 میکرومتر دارند. علاوه بر این، اغلب برخی از N/MPs در خاک در طول فرآیند جداسازی از بین می‌روند که منجر به اندازه‌گیری‌های نادرست می‌شود. بنابراین، توسعه یک روش ساده و در عین حال دقیق برای شناسایی و اندازه گیری N/MPs ≤1 میکرومتر در خاک ضروری است.
برای این منظور، تیمی از محققان به رهبری آقای کیوهی سوچیدا از دانشگاه واسدا و موسسه ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی به همراه دکتر یوکاری ایموتو، دکتر تاکشی سایتو و دکتر جونکو هارا از موسسه ملی پیشرفته علوم و فناوری صنعتی و دکتر یوشیشیگه کاوابه، همچنین از دانشگاه Waseda، یک روش جدید و ساده برای اندازه‌گیری غلظت N/MP در خاک با استفاده از طیف‌سنجی بدون جداسازی مواد آلی خاک ابداع کردند. طیف‌سنجی می‌تواند غلظت N/MPs در خاک را بر اساس مقدار نوری با طول موج خاص از نمونه عبور کند و چه مقدار جذب می‌شود، تعیین کند. به این ترتیب، طیف‌سنجی می‌تواند به طور بالقوه N/MPs را بدون توجه به اندازه تشخیص دهد، مشروط بر اینکه از طول موج‌های صحیح برای تمایز بین N/MPs و خاک استفاده شود. بر این اساس، محققان روشی را برای استفاده از تفاوت بین طیف جذبی N/MPs و ذرات خاک برای تعیین کمیت N/MPs ایجاد کردند.
شش سوسپانسیون خاک از نمونه‌های خاک با ویژگی‌های مختلف مانند توزیع اندازه ذرات و محتوای آلی ایجاد شد و با نانوذرات پلی استایرن به اندازه 203 نانومتر مخلوط شد. این شش سوسپانسیون خاک آلوده به N/MP شبیه سازی شده مختلف را ایجاد کرد که غلظت N/MP در 5 میلی گرم در لیتر حفظ شد. ما جذب این سوسپانسیون های خاک را در طول موج های مختلف از 200 تا 500 نانومتر با استفاده از اسپکتروفتومتر اندازه گیری کردیم و بر این اساس غلظت N/MP در خاک را تعیین کردیم. سپس بهترین ترکیب از دو طول موج برای اندازه گیری N/MPs شناسایی شد. Tsuchida توضیح می دهد که به خنثی شدن تداخل ذرات خاک و اجزای شسته شده در سوسپانسیون کمک کرد.
محققان دریافتند که ترکیب طول موج 220-260 نانومتر و 280-340 نانومتر کمترین سطح خطا را برای شش نمونه دارد و بنابراین برای اندازه گیری غلظت N/MP در انواع مختلف خاک مناسب است. آنها همچنین یک منحنی کالیبراسیون بین غلظت N/MPs در سوسپانسیون خاک و محتوای N/MP اضافه شده به نمونه خاک خشک ایجاد کردند. منحنی کالیبراسیون رابطه خطی بین دو متغیر را نشان داد و جذب N/MPs روی ذرات خاک را در نظر گرفت. این امکان تخمین دقیق غلظت N/MPs در خاک را فراهم کرد.
این نتایج کارآمدی این روش ساده مبتنی بر طیف‌سنجی را برای اندازه‌گیری صحیح غلظت N/MPs در خاک، بدون هیچ گونه فرآیند جداسازی دست و پاگیر، نشان می‌دهد. “رویکرد اندازه گیری جدید ما می تواند N/MP های مختلف از جمله پلی اتیلن و پلی اتیلن ترفتالات را در انواع خاک ها کمیت کند و به راحتی می تواند به عنوان یک ابزار ارزیابی اولیه استفاده شود. علاوه بر این، می تواند به درک بیشتر ما از رفتار توزیع و مهاجرت N کمک کند. / نمایندگان مجلس در محیط ژئوسفر،” نتیجه گیری Tsuchida.
Materials provided by Waseda University. Note: Content may be edited for style and length.
