Jak zbadałem, czy mikroplastik jest obecny w śniegu?

Tutaj opiszę, w jaki sposób zbadałem obecność mikroplastiku w zebranych próbkach śniegu. Zasadniczo cała procedura składa się z trzech głównych kroków:

– sączenie próbek

– badanie skaningowym mikroskopem elektronowym

– badanie mikroskopem Ramana (spektroskopia)

Oczywiście te wszystkie pojęcia zostały wyjaśnione dokładniej w dalszej części tego artykułu.

Czym jest mikroplastik? Przeczytasz tutaj.

Ale zacznijmy od początku…

Pobór próbek śniegu

Próbki śniegu do badań pobrałem w czterech lokalizacjach:

– Góra Kilimandżaro w Afryce,

– Ośrodek narciarski Kitzsteinhorn w Austrii,

– Dolina Pięciu Stawów Polskich w Tatrach wysokich,

– Okolice fiordu Hornsund na południowym Svalbardzie. Przeczytaj o mojej wyprawie.

Więcej o badanych obszarach możesz przeczytać tutaj.

Śnieg pobierałem do uprzednio umytych szklanych butelek o pojemności od 330 do 1000 ml. Dlaczego szkło? Aby uniknąć wtórnego zanieczyszczenia mikroplastikiem w próbce.

Zbierałem zawsze cienką, wierzchnią warstwę pokrywy śnieżnej z możliwe jak największej powierzchni.

Sączenie

Ten krok miał na celu odseparowanie z próbki wszystkich osadów stałych. Do tego użyłem odpowiedniej aparatury laboratoryjnej oraz filtrów celulozowych o średnicy porów 0,45 μm (bardzo małe, to 0,00045 mm). Czyli wszystkie cząstki większe niż 0,45 μm zostawały na filtrze.

Sama procedura sączenia nie należy do trudnych, ale też nie jest zbytnio ciekawa i zajmująca. Przedstawię po krótce jej przebieg, ale też nie obrażę się, jeśli już teraz przeskoczysz do kolejnego akapitu.

Etapy procesu sączenia:

• próbki przeniosłem do laboratorium wód i rozmroziłem (były uprzednio przechowywane w lodówce);
• na urządzeniu do sączenia zamontowałem filtr celulozowy;
• szczelnie zamknąłem go naczyniem, do którego po wstrząśnięciu wlałem badaną wodę wraz z osadami;
• uruchomiłem aparaturę. Na skutek wytwarzania podciśnienia (różnica ciśnień) woda przesączała się przez filtr zostawiając na nim wszystkie cząstki stałe.
• po zakończeniu sączenia należało usunąć i zabezpieczyć filtr celulozowy.
• Czynności te powtórzyłem dla wszystkich badanych próbek (było ich jedenaście);
• po zakończeniu sączenia próbki przetransportowałem do suszenia.

Wizualizacja i analiza chemiczna osadu za pomocą mikroskopu elektronowego.

Kolejny krok w analizie próbek to badanie skaningowym mikroskopem elektronowym. Pozwala on na oglądanie badanych elementów pod bardzo dużym i dokładnym powiększeniem. Użyty mikroskop to Quanta 250 firmy Thermo-Fisher.

Procedura szukania cząstek mikroplastiku wyglądała następująco:

– wysuszone próbki na filtrach celulozowych przyniosłem do laboratorium,

– przygotowałem specjalne stoliczki z podkładem węglowym do mikroskopu elektronowego. Podkład węglowy odpowiada za czarne tło na zdjęciach. Dzięki temu łatwiej jest rozróżnić badane cząsteczki.

– stoliczki przyłożyłem do próbek. Przykleja się wtedy do nich badany materiał.

– Stoliczki wraz z badanym materiałem umieściłem w mikroskopie elektronowym.

– Szczelnie zamknąłem oraz uruchomiłem aparaturę.

– Pod powiększeniem przeglądałem każdą próbkę pod kątem obecności potencjalnych cząstek mikroplastiku.

– Po odnalezieniu rokujących elementów robiłem im zdjęcie.

– Czynność powtarzałem do momentu znalezienia minimum dwóch cząstek MP w każdej z jedenastu próbek.

Poniżej kilka zdjęć znalezionych cząstek potencjalnego mikroplastiku:

Pomiary promieniowania rozproszenia Ramana

Czym jest spektroskopia Ramana? Jest to technika analityczna, gdzie na skutek oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego otrzymuje się widmo.

Tłumacząc na prostszy język. Wiązka laseru pobudza cząsteczki, które zaczynają drgać. Każdy z pierwiastków ma inny zakres wzbudzenia. Z uzyskanego wykresu można „rozszyfrować” skład badanej cząsteczki.

Spektroskopia daje informacje o wzajemnym powiązaniu atomów w cząsteczce. Umożliwia to identyfikację związków chemicznych, czyli poznanie z czego zbudowany jest badany element. Bardzo dużą zaletą tej metody jest nieniszcząca analiza próbki.

Badaniu poddałem tylko trzy wybrane elementy. Poniżej zamieszczam procedurę badania oraz zdjęcia przykładowych wykresów.

• próbki przeniosłem do laboratorium Spektroskopii Ramana;
• wybraną próbkę zainstalowałem pod mikroskopem;
• optycznie znaleziono  wcześniej zidentyfikowaną cząsteczkę MP;
• przeprowadzono badanie spektroskopii Ramana na wybranej cząsteczce;
• czynności powtórzyłem dla wybranych próbek.

Po zakończonych badaniach czekała najważniejsza część pracy. Zebranie w całość wyników, ich analiza oraz wysunięcie wniosków.