AP 3: Identifisering og kvantifisering av (mikro-)plast

Simultan termisk analyse

NIBIO har en STA/FTIR/GC-MS (forkortelse for simultan termisk analyse / Fourier-Transform infrarød spektroskopi / gasskromatografi-massespektrometri), som kan benyttes til å kvantifisere plast i komplekse miljøprøver, for eksempel organiske avfallsressurser og jord (Figur 1).

STA/FTIR/GC er en analyselinje der smelteenergien til plast kan måles (gjennom differensiell skanning-gravimetri, DSC) og benyttes til både kvantifisering og identifisering, og der FTIR og CG-MS kan benyttes til å kvalifisere resultatene fra DSC-analysen.

Denne metoden, i kombinasjon med forbehandling av prøver der vi fjerner lett nedbrytbart organisk materiale, skal utvikles og implementeres som et verktøy i kvalitetskontroll av organisk avfall som skal gjenbrukes som organisk gjødsel og jordforbedringsmiddel

Apparatet har vært brukt med hell til å identifisere blandinger av plast i kompost uten forbehandling av prøvene.

Et eksempel på DSC-analyse av kompost med innhold av lavdensitetspolyetylen (PE-LD), polypropylen (PP) og polyetylenfibre (PE) vises i Figur 2.

Vi har testet apparatets deteksjonsgrenser ved hjelp av ulike temperaturprogrammer og plasttyper. Polypropylen i kompost kan for eksempel detekteres i konsentrasjoner helt nede i 0,1 vektprosent. For å gjøre det mulig å detektere plast i konsentrasjoner under 0,1 vektprosent har vi undersøkt ulike forbehandlingsmetoder for prøvene.

I løpet av dette prosjektet har vi også utviklet en database over DSC- og FTIR-spektre for en rekke typer plast fra forbrukerprodukter som kan lages av blandinger av ulike polymerer, blant annet polymerer med biologisk opphav og biologisk nedbrytbare polymerer.

Mikroplast i biogass-råtnerest

I dette prosjektet undersøkte vi også mikroplast i biogass-råtnerest.

Biogass-råtnerest som ble benyttet som jordforbedringsmiddel, viste seg å inneholde 0,2-1 % mikroplast med partikkelstørrelse 0,2-3 mm.

Enkelte av disse plastpartiklene hadde en sammensetning som var relativt lik i plastposer som brukes til innsamling av matavfall, men ikke alle, noe som tydet på at det fantes forekomster av plastavfall i matavfallet (feil kildesortering).

For ytterligere detaljer, se MSc.-oppgaven til Ann-Katrin Dale “Utprøving av ny metode for kvantifisering av mikroplast i biogjødsel/Testing of new analytical method for quantifying microplastics in biofertilizer”.