45405
2018
eng
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7374
8
26
article
Springer
1
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High-throughput NIR spectroscopic (NIRS) detection of microplastics in soil
The increasing pollution of terrestrial and aquatic ecosystems with plastic debris leads to the accumulation of microscopic plastic particles of still unknown amount. To monitor the degree of contamination analytical methods are urgently needed, which help to quantify microplastics (MP). Currently, time-costly purified materials enriched on filters are investigated both by micro-infrared spectroscopy and/or micro-Raman. Although yielding precise results, these techniques are time consuming, and are restricted to the analysis of a small part of the sample in the order of few micrograms. To overcome these problems, here we tested a macroscopic dimensioned NIR process-spectroscopic method in combination with chemometrics. For calibration, artificial MP/soil mixtures containing defined ratios of polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, and polystyrene with diameters < 125 µm were prepared and measured by a process FT-NIR spectrometer equipped with a fiber optic reflection probe. The resulting spectra were processed by chemometric models including support vector machine regression (SVR), and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA). Validation of models by MP mixtures, MP-free soils and real-world samples, e.g. and fermenter residue, suggest a reliable detection and a possible classification of MP at levels above 0.5 to 1.0 mass% depending on the polymer. The benefit of the combined NIRS chemometric approach lies in the rapid assessment whether soil contains MP, without any chemical pre-treatment. The method can be used with larger sample volumes and even allows for an online prediction and thus meets the demand of a high-throughput method.
Environmental Science and Pollution Research
10.1007/s11356-018-2180-2
1614-7499
0944-1344
09.07.2018
Andrea Paul
Lukas Wander
Roland Becker
Caroline Goedecke
Ulrike Braun
eng
uncontrolled
Microplastics
eng
uncontrolled
Soil
eng
uncontrolled
Chemometrics
eng
uncontrolled
PLS-DA
eng
uncontrolled
Support vector machines
eng
uncontrolled
Near Infrared Spectroscopy
Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1.4 Prozessanalytik
1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik
5 Werkstofftechnik
5.3 Polymere Verbundwerkstoffe
Umwelt
Umwelt-Material-Interaktionen
Verlagsliteratur
Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
49802
2018
deu
115
128
47
conferenceobject
Gesellschaft für Umweltsimulation e.V.
0
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Bewitterungsszenarien im Vergleich – Veränderungen in der Oberflächenmorphologie von Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS) unter dem Aspekt des Austrags von polybromierten Flammschutzmitteln
Gegenstand der vorzustellenden Arbeiten ist die Prüfung der Umwelt-beständigkeit und -verträglichkeit von Materialien und Produkten hinsichtlich der Emission von potenziellen Schadstoffen in die Umwelt. Hierzu werden chemisch-physikalische Einflüsse (Bewitterung) und mikrobielle Beanspruchungen an Modellmaterialien evaluiert. So werden die Freisetzungsraten von Schadstoffen in Abhängigkeit der Beanspruchung beschrieben. Als Modellmaterialien kommen die Polymere Polystyrol (PS) und Polypropylen (PP) zum Einsatz. Synergistische Effekte der Bewitterungsparameter und der mikrobiologischen Beanspruchung sollen dabei ebenso betrachtet werden, wie die gezielte Alterung. Auch findet eine Beschreibung des Verhaltens der ausgetragenen Schadstoffe in den Umweltkompartimenten Boden oder Wasser statt. Hier sind mit Hilfe der zu entwickelnden Screening- und non-Target-Analyseverfahren die Transformation und der Metabolismus durch Mikroorganismen zu beschreiben. Aus den Ergebnissen sollen Korrelationen zwischen den künstlichen Alterungsverfahren und realen Szenarien abgeleitet werden.
Umwelteinflüsse erfassen, simulieren, bewerten
978-981-18507-2-7
47. Jahrestagung der GUS
Blankenloch-Stutensee, Germany
21.03.2018
23.03.2018
false
true
Christian Piechotta
Hassan Iznaguen
Heike Traub
Ines Feldmann
Robert Köppen
Angelika Witt
Christian Jung
Roland Becker
Katrin Oleszak
Michael Bücker
Klaus Urban
Christian Reger
Markus Ostermann
deu
uncontrolled
Schadstoffaustrag
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uncontrolled
Umweltsimulation
deu
uncontrolled
Bewitterung
Analytische Chemie
Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1.1 Anorganische Spurenanalytik
1.4 Prozessanalytik
1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik
1.8 Umweltanalytik
4 Material und Umwelt
4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen
4.2 Material-Mikrobiom Wechselwirkungen
Umwelt
Umwelt-Material-Interaktionen
Chemie und Prozesstechnik
Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Graue Literatur
4.0 Abteilungsleitung und andere