Các phương pháp phân tích hạt vi nhựa 

Ảnh: https://publiclab.org/notes/maxliboiron/07-19-2018/how-to-analyze-plastics-forensical

Rất khó để xác định các hạt vi nhựa có kích thước, hình dạng và loại polyme khác nhau một cách đầy đủ và đáng tin cậy từ các mẫu môi trường phức tạp bằng một phương pháp phân tích duy nhất. Dưới đây là một số phương pháp phân tích được sử dụng phổ biến nhất để xác định hạt vi nhựa:

Đo trực quan

Vi nhựa có kích thước 2-5mm có thể được nhìn thấy và xác định dựa trên hình thái, màu sắc và kích thước của chúng bằng mắt thường. Đo trực quan rất đơn giản, nhanh chóng và dễ dàng, có thể được thực hiện bởi cả chuyên gia và người không chuyên được đào tạo ngắn hạn. Tuy nhiên, vi nhựa có kích thước 1mm có màu trong suốt rất khó nhận biết và có thể dẫn đến đo sai.

Đo bằng kính hiển vi

Kính hiển vi soi nổi (hoặc phẫu tích) là một phương pháp đo được sử dụng rộng rãi đối với các hạt vi nhựa có kích thước nằm trong phạm vi hàng trăm micro-mét. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) có thể cung cấp hình ảnh cực kỳ rõ ràng và có độ phóng đại cao của các hạt giống như nhựa. Các kỹ thuật kính hiển vi tiên tiến khác như kính hiển vi quang học phân cực có thể được sử dụng để xác định độ kết tinh của vi nhựa. Những phương pháp này cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao và có thể phân biệt hạt vi nhựa với các hạt khác. Tuy nhiên, nó cũng có thể dẫn đến khả năng dương tính giả và khả năng bỏ sót các hạt nhựa nhỏ và trong suốt.

Đo bằng kính Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR)
Kính quang phổ hồng ngoại FTIR có thể được sử dụng để xác định các liên kết hóa học của polyme gốc carbon (vi nhựa) và có thể dễ dàng phân biệt nhựa với các hạt hữu cơ và vô cơ khác. Đây là công cụ đắt tiền và tốn nhiều thời gian nhưng có nhiều ưu điểm hơn như không có khả năng tạo ra dữ liệu dương tính giả, giảm dữ liệu âm tính giả, phân tích không phá hủy và lập bản đồ tự động.

Đo bằng quang phổ Raman

Quang phổ Raman cũng đã được sử dụng để đo vi nhựa. Các phản ứng và quang phổ khác nhau giữa FTIR và Raman có thể ảnh hưởng lẫn nhau trong quá trình đo vi nhựa phức tạp. Kính hiển vi đồng tiêu cùng với quang phổ Raman có thể được sử dụng để xác định vi nhựa trong các mẫu động vật phù du. Tuy nhiên, quang phổ Raman nhạy cảm với các hóa chất phụ gia và sắc tố trong hạt vi nhựa làm cản trở việc xác định các loại polyme. Nó cũng là thiết bị đắt tiền và công việc tiêu tốn nhiều thời gian.

Phân tích nhiệt

Kỹ thuật phân tích nhiệt, đo lường những thay đổi về tính chất vật lý và hóa học của polyme tùy thuộc vào độ ổn định nhiệt của chúng, gần đây đã được thử nghiệm để phân tích vi nhựa. Phép đo nhiệt lượng quét vi sai (DSC) có thể xác định nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ thủy tinh hóa và độ kết tinh của vi nhựa. Các phép đo này bao gồm phân tích phá hủy có thể xác định một vài polyme cần thiết để nhận diện mẫu. Pyro-GC-MS (Pyrolysis gas chromatography mass spectrometry) là một phương pháp khác để phân tích khí bị phân hủy nhiệt từ polyme. Phân tích Pyro-GC-MS đã xác định các hạt nhựa tiềm năng được tách ra từ các mẫu trầm tích. Phân tích nhiệt cung cấp một phương pháp thay thế cho quang phổ để xác định hóa học của một số loại polyme.

Đo bằng phân hủy hóa học

Phương pháp này liên quan đến việc hòa tan mẫu trong dung dịch hóa học để phân hủy bất kỳ vật liệu hữu cơ nào có mặt ngoại trừ vi nhựa. Các hạt vi nhựa sau đó có thể được phân tích bằng kỹ thuật kính hiển vi hoặc quang phổ.

Đo bằng các phương pháp mới khác

Kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) kết hợp với quang phổ IR hoặc Raman là một ứng cử viên tiềm năng cho phân tích nhựa nano. Quang phổ IR hoặc Raman kết hợp với AFM có thể xác định thành phần hóa học của mẫu vật. Một sự kết hợp phân tích khả thi khác có thể áp dụng cho nhận dạng vi nhựa là theo dõi hạt tự động, phân tích hình ảnh và quang phổ Raman.

Nhìn chung, sự kết hợp của các phương pháp phân tích giúp xác định vi hạt nhựa trong các mẫu môi trường đa dạng và phức tạp. Điều quan trọng là chọn phương pháp thích hợp nhất dựa trên loại mẫu và câu hỏi nghiên cứu.

Tham khảo:

1. Shim, WJ và cộng sự, 2017, “Các phương pháp xác định trong phân tích vi nhựa: đánh giá”, Tạp chí Anal. Methods, 2017, 9, 1384.
2. Erin Tuttle và Aron Stubbins, 2023, “Một quá trình phân hủy bằng axit được tối ưu hóa để phân lập hạt vi nhựa từ các mẫu giàu sinh vật và nền cellulose axetat”, Tạp chí EnvironPollut., tập 322.

Bởi: TS. Moe Thazin Shwe, Cộng tác viên Nghiên cứu SOLEN – Thành viên hội đồng IPC
Biên tập bởi: TS. Hendra WINASTU, Cộng tác viên chính của SOLEN – Điều phối viên hội đồng IPC
Ngày: 20 tháng 2 năm 2022
Bài báo #: SOLEN-IPC-00010

Bài báo trước: https://solenvn.com/su-phan-huy-chat-thai-ran/
Bài báo sau: https://solenvn.com/nhan-dang-cac-hat-vi-nhua-bang-kinh-hien-vi-soi-noi/