01.09.2020
Mikroplastikpartikel im Boden. Chromatogramme von Terephthalsäure, die bei der Extraktion von PET Partikeln aus Umweltproben entsteht

Mikroplastikpartikel im Boden. Chromatogramme von Terephthalsäure, die bei der Extraktion von PET Partikeln aus Umweltproben entsteht

Quelle: uBAM, Fachbereich Physik und chemische Analytik der Polymere und Fachbereich Umweltanalytik

Über das Vorkommen von Mikroplastik im Boden ist bisher recht wenig bekannt. Ein möglicher Eintrittspfad für Mikroplastik ist die landwirtschaftliche Düngung mit Klärschlamm und festem Bioabfall. Zu dem im Klärschlamm enthaltenen Mikroplastik gehört auch Polyethylenterephthalat (PET), das als Faser aus Textilprodukten oder als Fragment von Verpackungsprodukten stammen kann. Allerdings ist das Wissen über den Mikroplastikgehalt in solchen Umweltproben bisher noch begrenzt, weil die vorhandenen Analysemethoden meist sehr zeitaufwendig sind, was die Probenvorbereitung und den Nachweis betrifft und anspruchsvolle Analysegeräte und Anwenderkenntnisse erfordern. Deswegen demonstrieren wir hier ein einfaches, spezifisches Werkzeug für die Analyse von PET-Partikeln. Es basiert auf der alkalischen Hydrolyse von PET und Extraktion der entstehenden Terephthalsäure aus der Umweltmatrix und der anschließenden Bestimmung mittels Flüssigkeitschromatografie mit UV-Detektion (LC-UV). Die Methode erfordert minimale Probenvorbereitung und wurde erfolgreich angewendet für verschiedene Arten von PET in mehreren terrestrischen Umweltproben, z.B. Boden, Sediment, Kompost, Gärreste, aber auch Klärschlamm, Schwebstoffen und Hausstaub. Die ermittelten PET-Massengehalte reichen von wenigen ppm in landwirtschaftlich genutzten Böden bis hin zu einigen Prozent in Staubproben. Ein Methodenvergleich mit der Thermo-Extraktion-Desorptions-Gaschromatografie-Massenspektrometrie (TED-GC/MS) resultierte in ähnlichen, sich gegenseitig bestätigenden Ergebnissen und verifizierte die Messergebnisse der vorgestellten Methode. Aufgrund der Robustheit und des geringen Zeit- und Kostenaufwands könnte das vorgestellte Verfahren auch für Proben erweitert werden, bei denen insbesondere eine PET Kontamination zu erwarten ist, zum Beispiel bei der Analyse von Getränken in Kunststoffflaschen oder für Waschmaschinenabläufe.

Microplastic analysis using chemical extraction followed by LC‑UV analysis: a straightforward approach to determine PET content in environmental samples
Axel Müller, Caroline Goedecke, Paul Eisentraut, Christian Piechotta, Ulrike Braun
erschienen in Environmental Sciences Europe, Vol. 32, page 85 et seq.
BAM Fachbereich Physik und chemische Analytik der Polymere, Fachbereich Umweltanalytik