Łukasz KOZŁOWSKI1, Anna JUSZA1,2, Krzysztof ANDERS1,2,3,Stanisław STOPIŃSKI1,2,3,
Aleksandra BIENIEK-KACZOREK1, Paweł BORTNOWSKI1, Jerzy KALWAS3,Ryszard PIRAMIDOWICZ1,2,3
1Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa
2LightHouse Sp. z o.o., Stefczyka 34, 20-151 Lublin, Poland
3VIGO Photonics S.A., Poznańska 129/133, 05-850 Ożarów Mazowiecki, Poland
W obecnych czasach ilość wytwarzanych zanieczyszczeń będących pochodnymi plastiku jest na bardzo wysokim poziomie. Drobiny plastiku pojawiają się tak naprawdę na każdym kroku w naszym życiu codziennym, niestety nawet w pożywieniu i w wodzie. Dbanie o czystość wody jest niesamowicie ważnym tematem i każde działanie mające na celu polepszenie jakości wód w środowisku może bezpośrednio wpłynąć na zdrowie naszej planety.
W ramach projektu FoSMoWater „Opracowanie innowacyjnego fotonicznego systemu monitoringu zasobów wodnych” prowadzone są prace mające na celu przebadanie możliwości wykorzystania metod optycznych do wykrywania zanieczyszczeń wody (tj. azotanów, azotynów i związków fosforu). Innym, bardzo istotnym czynnikiem zanieczyszczającym otoczenie, i między innymi wodę, jest mikroplastik. Cząstki mikroplastiku obecne są zarówno w stojących zbiornikach wodnych i w wodach płynących, a nawet wykrywane są w wodzie wodociągowej [1]. Odpowiednie wykrywanie mikroplastiku może umożliwić podjęcie wczesnych kroków w zapobieganiu zanieczyszczania wód drobinami plastiku. Metody spektroskopowe są bardzo skuteczne w wykrywaniu różnych rodzajów polimerów, a jedną z nich jest spektroskopia ramanowska. W porównaniu z metodą FTIR, spektroskopia ramanowska wykazuje lepsze parametry do detekcji rodzajów plastiku [2]. Metody ramanowskie mogą również zostać wzmocnione przez wykorzystanie odpowiednio przygotowanych podłoży (SERS, ang. Surface Enhanced Raman Spectroscopy) [3]. Niniejsza praca przedstawia badania mające na celu wykrycie mikroplastiku w wodzie, które zostały przeprowadzone z wykorzystaniem spektroskopów Renishaw InVia Raman Microscope o długości fali pobudzającej 514 nm oraz Nicolet iS50 Raman z długością fali pobudzającej 1064 nm. Przedstawiona jest analiza porównawcza detekcji drobin mikroplastiku o średnicach 20 μm i 100 μm w wodzie.
Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach projektu FoSMoWater (HYDROSTRATEG1/000E/2022).
[1] A. K. Kniggendorf, C. Wetzel, and B. Roth, “Microplastics detection in streaming tap water with raman spectroscopy,” Sensors (Switzerland), vol. 19, no. 8, Apr. 2019, doi: 10.3390/s19081839.
[2] C. F. Araujo, M. M. Nolasco, A. M. P. Ribeiro, and P. J. A. Ribeiro-Claro, “Identification of microplastics using Raman spectroscopy: Latest developments and future prospects,” Water Research, vol. 142. Elsevier Ltd, pp. 426–440, Oct. 01, 2018. doi: 10.1016/j.watres.2018.05.060.
[3] T. Dey, “Microplastic pollutant detection by Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS): a mini-review,” Nanotechnology for Environmental Engineering, vol. 8, no. 1. Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, pp. 41–48, Mar. 01, 2023. doi: 10.1007/s41204-022-00223-7.