Магнитные наночастицы для мониторинга загрязнения микропластиком поверхностных вод

Ю.А. Бахтеева, И.В. Медведева, М.А. Уймин, М.С. Филинкова, И.В. Бызов, Е.М. Цейтлин

 Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург
1Уральский Горный Университет, г. Екатеринбург

 

Накопление пластиковых отходов в Мировом океане вызывает растущую общественную озабоченность. Количество микропластика в природных водах в настоящее время неизвестно из-за сложности его количественного определения в воде вследствие низкой концентрации. Нами разработан метод преконцентрации микрочастиц полиэтилена (MPЕ) и полиэтилентерефталата (MPЕT) с последующим определением их содержания с использованием серийного спектрофотометра и матобработкой спектров методом PLS. Для концентрирования микрочастиц MPЕ (20-100 мкм) и MPЕT (10-20 мкм) в воду добавляли композиционные магнитные наночастицы Fe-C-NH2 (10 нм), образующие агрегаты с частицами пластика, и отделяли эти гетероагрегаты от воды магнитной сепарацией. Функционализация поверхности наночастиц аминогруппами–NH2 обеспечивает устойчивое связывание этих частиц с частицами пластика благодаря электростатическому взаимодействию. Установлено, что, при 100-кратном концентрировании можно определить концентрации пластика до 20 мкг/л. Использование математической обработки спектров методом PLS позволяет избежать стадию сепарации магнитных наносемян, что упрощает анализ.

 
 
Рис. 1. Схема определения концентрации МРЕ и МРЕТ в воде с использованием концентрирования методом магнитной седиментации.

 

  1. Magnetic nanoparticles for monitoring microplastic pollution in the surface waters / Iu. Bakhteeva, I. Medvedeva, M. Filinkova, I. Byzov, M. Uimin, E. Tseitlin // Reliability: Theory & Applications. 2022. — V. 17. — p.458.