Schnellere Tests zeigen sechs Mikroplastik-Fluorpolymere auf, darunter vier selten nachgewiesene Typen

In jüngsten wissenschaftlichen Entwicklungen haben Forscher erhebliche Fortschritte bei der Identifizierung und Messung von Mikrofluorkunststoffen (MFPs) gemacht - einer relativ unerforschten Kategorie von Mikroplastik, die Fluorpolymerverbindungen enthalten. Diese Materialien, die die Bereiche Mikroplastik und Per- und Polyfluoralkylstoffe (PFAS) kreuzen, wurden lange übersehen, trotz ihrer potenziellen Umweltauswirkungen. Eine neu entwickelte Testmethode hat es den Wissenschaftlern nun ermöglicht, sechs verschiedene Arten von Fluorpolymer-Mikroplastik zu erkennen, von denen vier zuvor in Umweltstudien unbemerkt geblieben waren.

Dieser Durchbruch ist das Ergebnis einer gemeinsamen Anstrengung von Forschern der Nankai-Universität und der technischen Abteilung von Agilent China, deren Arbeit in *Environmental Science & Technology* veröffentlicht wurde.

Die Studie konzentrierte sich auf die Extraktion und Quantifizierung von MFPs aus verschiedenen Umweltproben wie Staub, Schwebepartikeln und Sedimenten. Die Ergebnisse zeigten, dass MFPs etwa 2% bis 8% der gesamten in diesen Proben identifizierten Mikroplastik ausmachten. Diese Entdeckung unterstreicht das Vorhandensein von Mikroplastik auf Fluorpolymerbasis in der Umwelt, das in früheren Forschungen nicht ausreichend behandelt wurde.

Chu Peng, ein leitender Forscher der Nankai Universität, stellte fest, dass die anfänglichen Untersuchungen an MFPs aufgrund des Fehlens von Referenzspektren jenseits von Polytetrafluorethylen (PTFE) begrenzt waren, was das Team veranlasste, eine umfassende Datenbank von Fluorpolymer-Referenzspektren zu entwickeln.

Um diese Referenzbibliothek zu erstellen, verwendeten die Forscher die Laser-Direkt-Infrarot-Spektroskopie (LDIR) von Agilent, ein neuartiger Ansatz in der Mikroplastikanalyse. Im Gegensatz zur herkömmlichen Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FTIR), die eine breite Palette von Wellenlängen scannt, konzentriert sich LDIR auf ein schmaleres Band (900181800 cm-1), in dem sich die charakteristischen CF-Bindungen von Fluorpolymeren befinden. Dies macht LDIR besonders wirksam für die Detektion von MFPs.

Das Team stellte sechs Arten von Fluorpolymeren her: PTFE, Polyvinylidenfluorid (PVDF), PVDF-Hexafluorpropylen-Copolymer (PVDF-HFP), Polytrifluorchlorethylen (PCTFE), Ethylenchlorotrifluorethylen (ECTFE) und fluoriertes Ethylenpropylen (FEP) in verschiedenen Korngrößen und Faserlängen. Darüber hinaus erstellten sie chemisch gealterte Versionen dieser Materialien, um Umweltzerstörungsprozesse zu simulieren.

Die Probenvorbereitung spielte eine entscheidende Rolle im Detektionsprozess. Um eine genaue Identifizierung zu gewährleisten, mussten Mikroplastiken ausreichend dem Licht des Spektrometers ausgesetzt sein. Traditionell verwenden Forscher milde chemische Verdauungstechniken, um organische Stoffe zu entfernen, ohne die Mikroplastiken zu beschädigen. Angesichts der Robustheit von MFPs entwickelte das Team jedoch ein aggressiveres Verfahren, bei dem starke Säuren, Basen und organische Lösungsmittel ausgesetzt waren. Diese Methode erhöhte laut der Studie die Anzahl der nachweisbaren MFPs signifikant um bis zu 67% bis 100%.

Während diese harte Verdauung möglicherweise nicht für alle Arten von Mikroplastik geeignet ist, erwies sie sich als sehr wirksam für MFPs und ermöglichte eine vollständigere Analyse von Umweltproben.

Experten außerhalb der Studie lobten die Anpassungsfähigkeit der neuen Methode. Rainer Lohmann, ein Umweltwissenschaftler an der Universität von Rhode Island, betonte, dass herkömmliche Verdauungsmethoden für bestimmte Analysen weiterhin notwendig sind, das neue Protokoll jedoch zusätzliche Erkenntnisse liefert.

Die praktische Anwendung der neuen Technik wurde durch Experimente mit nichtklebenden Kochgeschirr demonstriert. Die Forscher analysierten Mikroplastik, das beim Braten von Eiern mit mit PTFE beschichteten nichtklebenden Pfannen erzeugt wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass der Prozess zwischen 3.890 und 6.760 PTFE-Mikroplastikpartikel freisetzte, was den alltäglichen Beitrag von Haushaltsgegenständen zur Ansammlung von MFPs in der Umwelt unterstreicht. Im Zuge weiterer Forschungen erwarten die Wissenschaftler, dass diese verbesserte Detektionsmethode ein breiteres Verständnis der Verteilung, des Verhaltens und der ökologischen Auswirkungen von Fluorpolymer-Mikroplastiken erleichtern wird.