Notícia
Novo método de análise automatizado permite rastreamento de microplásticos
Pesquisadores da Universidade Técnica de Munique desenvolveram método para a identificação e quantificação de partículas de microplásticos
Os microplásticos estão por toda parte no meio ambiente. As minúsculas partículas, com diâmetros inferiores a 5 milímetros, também podem absorver e transportar contaminantes e toxinas. “Precisamos urgentemente de técnicas analíticas para aprender sobre o tamanho, concentração e composição dessas partículas”, disse a Dra. Natalia Ivleva, professora de Química Analítica e Química da Água da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha. Junto com sua equipe, a cientista desenvolveu um novo processo.
Para conseguir detectar partículas microplásticas, os pesquisadores tiveram vários obstáculos a superar: o primeiro foi o problema das baixas concentrações. A água do rio, por exemplo, contém grandes quantidades de sólidos em suspensão e areia fina, com o plástico representando menos de 1% das partículas. Essas partículas devem primeiro ser isoladas antes que suas concentrações e, finalmente, sua composição química sejam determinadas. Os métodos anteriores contavam com a análise dos resíduos que são liberados quando as amostras são aquecidas. Com essa abordagem, no entanto, não é possível determinar o número, tamanho e forma das partículas de plástico.
Os plásticos podem ser identificados através da dispersão da luz
“Nossa abordagem é fundamentalmente diferente”, disse a Dra. Ivleva: “É baseada em partículas. Isso significa que, em vez de destruir as partículas, [nós] as analisamos diretamente”. Para fazer isso, os pesquisadores usam um método conhecido como microespectroscopia Raman. O método funciona iluminando uma fonte de laser monocromática em uma amostra e detectando a luz espalhada pelas moléculas. A comparação da luz espalhada com a fonte de laser fornece informações sobre a substância sob investigação. Para analisar partículas plásticas com diâmetro maior que 1 µm (micrômetro), elas devem primeiro ser filtradas da solução aquosa, detectadas ao microscópio e depois iluminadas com luz laser. Como plásticos como polietileno, poliestireno e cloreto de polivinila espalham os fótons de maneiras características, cada um deles gera sinais tão únicos quanto uma impressão digital.
Automação em vez de medições manuais
Demorou anos para desenvolver o processo de traçado: “Quando começamos, ainda tínhamos que fazer medições manuais”, lembrou a professora. “Levamos meses para investigar alguns milhares de partículas”. Enquanto isso, a equipe conseguiu automatizar a detecção de microplásticos. Uma única análise não leva mais semanas, mas apenas uma questão de horas. Embora as minúsculas partículas ainda precisem ser filtradas da solução aquosa, seguida da colocação do filtro sob o microespectroscópio Raman, todas as etapas restantes são realizadas pelo software desenvolvido pela equipe. As partículas de plástico são primeiro localizadas com um microscópio de luz, fotografadas e medidas, e as partículas são diferenciadas das fibras. O software usa esses dados para calcular o número de partículas e fibras e para selecionar as seções de imagem necessárias para um resultado estatisticamente significativo na espectroscopia Raman subsequente.
Na próxima etapa, o laser é direcionado para a amostra e o espalhamento é detectado e analisado. Isso permite uma análise rápida e confiável do número, tamanho, forma e composição dos microplásticos. O software TUM-Particle Typer 2 de código aberto está agora disponível para pesquisadores de todo o mundo.
Nanoplásticos requerem processos especiais de detecção
Para investigar nanopartículas com diâmetro inferior a 1 µm, porém, a equipe da professora Ivleva já trabalha em um processo modificado. “Nanopartículas como essas são difíceis ou mesmo impossíveis de discernir sob um microscópio de luz. Para detectá-los, primeiro temos que fazer o fracionamento por tamanho e depois identificá-los”, explicou a pesquisadora.
Para isso, é utilizado um sistema de fracionamento de fluxo de campo (FFF). Isso cria um fluxo de água que captura as partículas – dependendo de seu tamanho – e as separa transportando-as em velocidades variadas. Um dispositivo especialmente desenvolvido, combinado com espectroscopia Raman, permite a caracterização química de diferentes tipos de nanoplásticos.
“Os novos processos analíticos permitem uma investigação rápida e precisa da concentração, tamanho e composição de micro e nanoplásticos. Agora será possível estudar a influência dessas partículas no meio ambiente e na saúde humana”, concluiu a Dra. Natalia Ivleva.
Como resultados da pesquisa, dois estudos foram publicados na revista científica Analytical and Bioanalytical Chemistry.
Acesse o primeiro artigo científico completo (em inglês).
Acesse o segundo artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade Técnica de Munique (em inglês).
Fonte: Monika Weiner e S. Reiffert, Centro de Comunicação Corporativa da TUM. Imagem: Dra. Natalia Ivleva no laboratório. Fonte: A. Heddergott, TUM.
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