Separace a identifikace mikroplastů v půdách a aplikace FTIR metod

Abstract

Diplomová práce se zaměřuje na problematiku separace a identifikace mikroplastů v půdním prostředí, a to s využitím infračervené spektroskopie (ATR-FTIR). Práce zahrnuje rešerši současného stavu poznání v oblasti výskytu, zdrojů a transportu mikroplastů v půdách a metod jejich separace a analýzy. V experimentální části bylo analyzováno osm typů půd. Pro izolaci mikroplastů z půdního prostředí byla použita hustotní separace s různými flotačními médii. Samostatně byla hodnocena účinnost ATR-FTIR spektroskopie pro detekci čtyř typů polymerů (PET, PP, PHB, PLA) v půdní matrici. Byly vytvořeny kalibrační a validační modely pro jednotlivé kombinace plastu a typu půdy a vyhodnoceny parametry jako korelační koeficient (R), koeficient determinace (R), RMSECV a RPD. Výsledky ukazují, že ATR-FTIR spektroskopie je vhodná pro identifikaci a kvantifikaci mikroplastů v půdách. Byla prokázána možnost detekce všech studovaných polymerů, s různou účinnosti v závislosti na jejich koncentraci a typu půdní matrice. Hustotní separace vykazuje dobrou účinnost i při nízkých koncentracích plastů.

This diploma thesis focuses on the separation and identification of microplastics in soil using infrared spectroscopy (ATR-FTIR). The thesis includes a literature review of current knowledge regarding the occurrence, sources, and transport of microplastics in soils, as well as methods for their separation and analysis. The experimental part involved the analysis of eight different soil types. Density separation with various flotation media was used to isolate microplastics from the soil matrix. Separately, the effectiveness of ATR-FTIR spectroscopy was evaluated for detecting four types of polymers (PET, PP, PHB, PLA) in the soil samples. Calibration and validation models were developed for each combination of polymer and soil type, with parameters such as correlation coefficient (R), coefficient of determination (R), RMSECV and RPD being assessed. The results demonstrate that ATR-FTIR spectroscopy is suitable for the identification and quantification of microplastics in soils. All studied polymers were successfully detected, with varying levels of efficiency depending on their concentration and the type of soil matrix. Density separation proved to be effective even at low plastic concentrations.