Mikroplastik: Neue Methode zur Analyse von Wasserproben

Raman-Mikrospektrometer

Die Forschung auf dem Gebiet der Mikroplastik-Analytik hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Mikroplastik sind synthetische Polymerpartikel mit einem Durchmesser
von 1 μm bis 5 mm. Diese wurden bereits in vielen verschiedenen Umweltmatrizes wie Biota, Sedimenten, Oberflächenwasser und Meerwasser sowie in Lebensmitteln und Mineralwasser nachgewiesen. Bisher fehlt allerdings eine Standardisierung der Methoden zur Probenahme, Probenaufbereitung und Analyse, z. B. Pyrolyse-Gaschromatographie-Massenspektrometrie, Fourier-Transform-Infrarot-Mikrospektroskopie (μ-FTIR) und Raman-Mikrospektroskopie (μ-Raman). Daher sind bisherige Forschungsergebnisse in vielen Fällen nur bedingt miteinander vergleichbar und oft nicht belastbar.

Eine am TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser entwickelte und validierte Methode zur Untersuchung von Mikroplastik in Wasserproben basiert auf dem Prinzip der fraktionierten Filtration. Die dabei verwendete Filterkaskade besteht aus drei Messingfilterkerzen, die jeweils einen Edelstahlfilter enthalten. Die Maschenweiten der Edelstahlfilter liegen bei 100 μm, 20 μm und 5 μm. Die Filterkaskade eignet sich sowohl für die Probenahme von Oberflächenwasser als auch von aufbereitetem Trinkwasser. Dabei kann ein Wasservolumen von 0,3 m³ bis 14 m³ beprobt werden. Während der Probenahme werden die Partikel aus dem Wasser auf den Edelstahlfiltern angereichert und können anschließend mittels Ultraschall wieder von diesen extrahiert werden. Die resultierenden Extrakte werden für Trinkwasserproben direkt über PTFE-Filtermembranen gefiltert und analysiert, während die Extrakte der Oberflächenwässer zuvor einer Aufbereitung unterzogen werden. Die Proben werden mit konfokalen Raman-Mikrospektrometern analysiert. Es werden zwischen 20 % und 50 % der Filterfläche gemessen und die erhaltenen Spektren zur Partikelidentifikation halbautomatisch mit einer Datenbank abgeglichen.

Das Analyseverfahren wurde durch Wiederfindungsexperimente mit Mikroplastik-Referenzpartikeln verschiedener Polymertypen und -größen validiert. Die Validierung der Methode, einschließlich Probenahme, Probenvorbereitung und Analyse, ergab eine durchschnittliche Gesamtverfahrenswiederfindung von 81 %. Zur Qualitätskontrolle wird standardmäßig ein Prozessblindwert mitgeführt. Derzeit entwickelt das TZW eine ergänzende Analysemethode mit μ-FTIR.

Eine ausführlichere Darstellung ist in DVGW energie | wasser-praxis, Heft Dezember 2019, S. 56ff. nachzulesen.

Link zum BMBF-Verbundprojekt MiWa

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