Stanovení mikroplastů PLA v půdě pyrolýzními metodami
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
V súčasnosti predstavuje plastový odpad jedeno z najväčších rizík pre životné prostredie. Plasty vplývajú na životné prostredie vo všetkých fázach svojho životného cyklu. Bioplasty sa začali vo veľkom používať ako náhrada za bežné plasty, bez podrobnejšieho preskúmania ich správania za reálnych podmienok v životnom prostredí. V dôsledku toho sa predpokladá, že sa môžu akumulovať v životnom prostredí a tak vznikla otázka ako ich identifikovať. Hlavným cieľom tejto diplomovej práce je vývoj metódy, založenej na pyrolýze vzoriek, ktorá by bola vhodná na identifikáciu a stanovenie množstva PLA mikroplastov v pôde a iných pevných matriciach. Na analýzu boli použité tri druhy pôd a kal. Tieto matrice boli potom spikované aby sa vytvorili koncentračné rady v rozmedzí 0,2% - 5,0%. Výsledkom pyrolýzy boli vyvinuté plyny so signálmi m/z 29, 43 a 44, ktoré pochádzali z PLA a boli vhodné na kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu. Analýza PLA v kale bola komplikovanejšia kvôli podobnosti plynov vyvíjajúcich sa z čistej matrice. Testovali sme tri prístupy založené na analýze plochy píkov, intenzít píkov a teplotách vývoja plynov. Zatiaľ čo prvý prístup zlyhal, posledné dva prístupy sa javia ako sľubné pre kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu PLA v kale. Tiež bolo navrhnutých/vyvinutých niekoľko spôsobov vhodných pre kvalitatívnu a kvantitatívnu analýzu aj veľmi malých množstiev PLA v pôdach a kaloch založených na analýze zloženie a dynamiky uvoľnených plynov a charakteristických degradačných teplotách.
Nowadays, plastic waste poses one of the greatest risks to the environment. Plastics affect the environment at all stages of their life cycle. Bioplastics have become widely used as a substitute for conventional plastics, without detailed examination of their behavior in real environmental conditions. As a result, it is assumed that they can accumulate in the environment and the question arose as to how to identify them. The main goal of this thesis is to develop a method based on sample pyrolysis that is suitable for the identification and determination of the amount of PLA microplastics in soil and other solid matrices. Three types of soils and sludge were used for analysis. These matrices were spiked to obtain concentration ranges 0,2% - 5,0%. The pyrolysis resulted in evolution of gases with the signals m/z 29, 43 and 44, witch originated from PLA and are suitable for qualitative and quantitative analysis. Analysis of PLA in sludge was more complicated due to similarity of gases evolved from pure matrices. We tested three approaches based on analysis of signal´s peak areas, intensities and temperatures of gas evolution. While the first approach failed, the last two approaches appeared to be promising for qualitative and quantitative analysis of PLA in the sludge. Several methods suitable for qualitative and quantitative analysis of even very small amounts of PLA in soils and sludge have also been designed/developed. These methods were based on analysis of the composition and dynamics of the released gases and the characterisctic degradation temperatures.
Nowadays, plastic waste poses one of the greatest risks to the environment. Plastics affect the environment at all stages of their life cycle. Bioplastics have become widely used as a substitute for conventional plastics, without detailed examination of their behavior in real environmental conditions. As a result, it is assumed that they can accumulate in the environment and the question arose as to how to identify them. The main goal of this thesis is to develop a method based on sample pyrolysis that is suitable for the identification and determination of the amount of PLA microplastics in soil and other solid matrices. Three types of soils and sludge were used for analysis. These matrices were spiked to obtain concentration ranges 0,2% - 5,0%. The pyrolysis resulted in evolution of gases with the signals m/z 29, 43 and 44, witch originated from PLA and are suitable for qualitative and quantitative analysis. Analysis of PLA in sludge was more complicated due to similarity of gases evolved from pure matrices. We tested three approaches based on analysis of signal´s peak areas, intensities and temperatures of gas evolution. While the first approach failed, the last two approaches appeared to be promising for qualitative and quantitative analysis of PLA in the sludge. Several methods suitable for qualitative and quantitative analysis of even very small amounts of PLA in soils and sludge have also been designed/developed. These methods were based on analysis of the composition and dynamics of the released gases and the characterisctic degradation temperatures.
Description
Citation
ROMÁNEKOVÁ, I. Stanovení mikroplastů PLA v půdě pyrolýzními metodami [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Chemie a technologie ochrany životního prostředí
Comittee
prof. Ing. Jiří Kučerík, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jaromíra Chýlková, CSc. (člen)
doc. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (člen)
Ing. Václav Mergl, CSc. (člen)
Date of acceptance
2020-06-22
Defence
Studentka prezentovala klíčové výsledky své diplomové práce. Poté byly předneseny posudky vedoucího práce a oponenta. K uvedeným připomínkám se studentka vyjádřila a také zodpověděla všechny dotazy oponenta. V rámci následující diskuze prokázala nejen výbornou orientaci v rámci dané problematiky, ale i schopnost pohotově reagovat na dotazy členů komise. Poté následovalo hodnocení závěrečné práce.
Otázky z diskuze:
doc. Zlámalová Gargošová: Používala jste pozaďové půdy, které by neměly být kontaminovány. Byly opravdu negativní vzhledem k výskytu PLA?
doc. Krajčovič: Co je vlastně PLA z chemického hlediska? Je to přírodní polymer nebo uměle syntetizovaný? Jaká forma se získává jeho syntézou? Kde byly odebírány kaly? Existuje nějaký odhad času rozkladu PLA v kalech?
Ing. Mergl: Je možné vysledovat vztah mikroplastů a bakterií?
prof. Chýlková: V pozaďových půdách jste nic nenašla. Kde byste hledala půdy s možným výskytem PLA? Mohl by být i v kompostu?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení