マイクロ波を用いた溶媒抽出とダブルショット分析熱分解法を用いて、浜砂試料中の可塑剤とマイクロプラスチックの定性定量を行った

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J. Hazard. Mater..2020 Jun;401:123287. S0304-3894(20)31276-0. doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.123287.Epub 2020-06-23.

マイクロ波を用いた溶媒抽出とダブルショット分析熱分解法を用いて、浜砂試料中の可塑剤とマイクロプラスチックの定性定量を行った

Microwave-assisted solvent extraction and double-shot analytical pyrolysis for the quali-quantitation of plasticizers and microplastics in beach sand samples.

Jacopo La Nasa
Greta Biale
Marco Mattonai
Francesca Modugno

PMID: 32650106 DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.123287.

抄録

マイクロプラスチック(MP)からの汚染を評価するためには、様々な環境マトリックス中の汚染の程度に関する定性及び定量的なデータを提供する信頼性の高い分析技術を導入する必要がある。熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法(Py-GC-MS)を用いたMPsの溶媒抽出は、可溶性プラスチックだけでなく、MPsに含まれる有機添加物や不溶性プラスチックの低分子量分解生成物についてもデータを提供します。本研究では、環境試料中のポリスチレン及びフタル酸エステル系可塑剤の定量的な情報を得るために、マイクロ波支援溶媒抽出法とダブルショットPy-GC-MSの可能性を検討した。その結果、フタル酸エステル類については96%以上の回収率が得られ、検出限界は1 ng, 1 μg以下であった。この方法を用いて、トスカーナ（イタリア中部）の海岸線から採取した砂のサンプルを分析し、海岸線からの異なる深さと距離におけるフタル酸塩とポリスチレンの含有量を測定しました。また、ポリエチレンとポリプロピレンに由来する酸化生成物の存在についても定性的なデータが得られた。調査した試料中の可塑剤，プラスチック，分解生成物の含有量の違いについて，環境因子がポリマーの溶出・分解過程にどのような影響を与えるかについて考察した。

Pollution from microplastics (MPs) needs to be evaluated by deploying reliable analytical techniques that provide qualitative and quantitative data on the extent of contamination in the various environmental matrices. Solvent extraction of MPs followed by pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC-MS) provides data that not only regard the soluble plastics, but also the organic additives contained in MPs and the low-molecular weight degradation products of insoluble plastics. In this study, the potential of microwave-assisted solvent extraction and double-shot Py-GC-MS was investigated in order to obtain quali-quantitative information on polystyrene and on phthalate plasticizers in environmental samples. The method was validated and provided recoveries higher than 96 %, and detection limits lower than 1 ng and 1 μg for phthalates and polystyrene, respectively. We used the method to analyze samples of sand collected from a shoreline in Tuscany (central Italy) and thereby determine the content of phthalates and polystyrene at different depths and distances from the coastline. Qualitative data were also obtained regarding the presence of oxidation products derived from polyethylene and polypropylene. The different contents of plasticizers, plastics, and degradation products in the investigated samples are discussed in relation to how environmental agents affect the leaching and degradation processes of the polymers.