Mikroplastikanalyse in Umweltproben, Hochschule für Life Sciences FHNW

Die Mikroplastikbelastung durch Gegenstände des täglichen Gebrauchs hat in den letzten 20 Jahren um etwa 50 % zugenommen und stellt weltweit ein grosses Problem dar. Forschende haben Mikroplastik in der Atmosphäre, in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen sowie in Lebewesen, einschliesslich des Menschen, nachgewiesen. Je kleiner die Partikel werden, desto schwieriger ist es, sie zu messen.

Ein vielversprechender Ansatz zum Nachweis und zur Quantifizierung von Mikroplastik in Umweltproben ist die Pyrolyse-Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (Py-GC/MS).

Allerdings liegen noch keine zuverlässigen Protokolle vor, und eine genaue Quantifizierung ist schwierig, insbesondere wenn mehr als ein Polymer (Mikroplastik) in einer Probe vorhanden ist.

In diesem Projekt hatte sich unser Team zum Ziel gesetzt, erste Daten zur Festlegung internationaler Standards für die Mikroplastik-Bewertung mittels Py-GC/MS zu erheben.

Das Projekt konzentrierte sich auf:

• die Entwicklung einer Datenbank mit Ein-, Zwei- und Dreifach-Polymergemischen
• die Prüfung verschiedener Verdünnungsmittel für die genaue Herstellung von Kalibrierstandards zu Quantifizierungszwecken
• der Klärung, ob während der Pyrolyse Gasphasenreaktionen auftreten, wenn zwei oder mehr Mikroplastikpartikel in einer Probe vorhanden sind

Wir wählten sieben verschiedene Polymere aufgrund ihrer Verbreitung in alltäglichen Kunststoffartikeln und Geräten aus:

• Polyethylenterephthalat (PET), das für Trink- und andere Behälter verwendet wird
• Polyvinylchlorid (PVC), das für Rohre, Kabel, Bodenbeläge und Fassadenverkleidungen verwendet wird
• Methylendiphenyldiisocyanat-Polyurethan (MDI-PU), verwendet für Dämmstoffe, Beschichtungen und Formteile
• Polyethylen (PE), verwendet für Verpackungen, Folien und Behälter
• Polypropylen (PP), das in der Automobilindustrie, in der Medizin und bei Lebensmittelverpackungen zum Einsatz kommt
• Polyamid 6, auch Nylon 6 (PA-6) genannt, verwendet in Bekleidung, Automobil- und Industrieteilen
• Polyamid 66 (PA-66), das in der Automobilindustrie und im Maschinenbau zum Einsatz kommt

Grafinger, K. E., Ochiai, C., Zhou, H.-X., Hettich, T., Büttler, A., Álvarez Troncoso, R., Zenker, A., & Gaugler, S. (2024). Towards quantitative microplastic analysis using pyrolysis-gas chromatography coupled with mass spectrometry. Polymer Testing, 140, 108620.