​Физики из Балтийского федерального университета имени И. Канта (БФУ) разработали и применили методику для идентификации отобранного из морской воды микропластика. Метод спектроскопии позволяет определять химический состав загрязняющих частиц любого размера. Статья об исследовании опубликована в Marine Pollution Bulletin.

Весь пластиковый мусор, который попадает в моря, остается в водах Мирового океана, поскольку пластик не разлагается, а только дробится на мелкие частицы. В таком виде он еще опаснее для морских животных и рыб, так как легко попадает в организм с водой и пищей и накапливается в органах. Кроме того, микропластик неуловим. Невозможно даже измерить, сколько именно миллионов тонн пластика плавает в океане. Собирать его сетями только в поверхностных водах недостаточно, так как микрочастицы постоянно «путешествуют» между слоями. Существующие инструменты для сбора пластика в более глубоких водах, как правило, не позволяют точно оценить глубину, на которой взят образец. Между тем без информации о распределении микропластика в разных слоях воды невозможно понять, как загрязнение распространяется в океане и сколько именно его успело накопиться. И даже когда образцы собраны, перед учеными остается серьезная проблема: как определить химический состав мельчайших частиц полимеров.

Новую методику для определения состава микропластика предложили физики БФУ. Они идентифицировали частицы, собранные в Балтийском море, с помощью нового аппарата PLEX. PLEX (сокращение от PLastic EXplorer) разработан физиками Института водных проблем Севера Карельского научного центра РАН в сотрудничестве с Атлантическим отделением Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН. Аппарат оснащен насосом, который может закачать 2-3 м3 морской воды на любой заданной глубине до 100 м. Вода поднимается на корабль, где из нее отфильтровывают все твердые частицы. Подключать шланги к системе фильтрации, промывать их перед сбором следующего образца и менять фильтры нужно вручную, поэтому с PLEX одновременно работают как минимум два человека: один следит за насосом, второй — за фильтром.

С помощью нового инструмента исследователи собрали образцы микропластика с различных глубин Балтийского моря. Дополнительные образцы были собраны вручную на побережье. Образцы тщательно изучили, и финальным этапом анализа стало определение их химического состава. Поскольку такие фрагменты и нити чрезвычайно малы (к примеру, диаметр нитей – 50 микрон и менее), для их анализа необходима очень чувствительная методика. Физики БФУ разработали метод на базе спектроскопии комбинационного рассеяния. Поскольку разные вещества индивидуально неупруго рассеивают свет, разработанный метод помог выяснить, из каких конкретно соединений состоит каждый образец. В образцах из Балтийского моря ученые идентифицировали 33 разных типа загрязняющих микрочастиц: нейлон, целлюлоза, полиэтилен, полипропилен и другие.

«Спектральный анализ микроскопических частиц полимеров – непростая задача. Большую проблему в исследованиях окрашенных полимеров (а таких большинство) составляет флуоресценция красителя в их составе. Поскольку полимер прочно связан с красителем, необходимо так подобрать экспериментальные условия, чтобы, во-первых, минимизировать флуоресценцию красителя, а во-вторых, выделить полезный сигнал полимера в общем спектре. Также в ряде случаев требовались дополнительная очистка микроскопических образцов и многокомпонентный спектральный анализ, с помощью которого сложные спектры, содержащие, например, несколько полимеров и краситель, были разложены на отдельные составляющие, – поясняет один из авторов работы, старший научный сотрудник НОЦ «Фундаментальная и прикладная фотоника. Нанофотоника» БФУ Андрей Зюбин. – В результате была разработана методика точного определения химического состава образцов, которая оказалась полезной для прикладных исследований физики моря».

Похожие новости

  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    548
  • 24/12/2018

    Может ли капля жидкости быть транспортной системой

    ​Может ли капля жидкости быть транспортной системой и как внутри капли можно упорядочивать микрообъекты – изучали в совместном проекте исследователи Дальнего Востока и Австралии. Ученые из Дальневосточного федерального университета, Института автоматики и процессов управления и Суинберновского технологического университета экспериментальным путем продемонстрировали перспективную платформу, которая позволяет обнаруживать молекулы и адресно доставлять их, используя каплю жидкости.
    829
  • 12/04/2019

    АлтГУ принимает участие в масштабном космическом эксперименте

    ​Опорный Алтайский государственный университет в составе консорциума «Роботизированный кластер малоразмерных космических аппаратов» примет участие в масштабном космическом эксперименте. В проведении космического эксперимента «Отработка технологии межспутниковых каналов связи и организации функционирования группы (роя) МКА», организуемого под эгидой Ракетно-космической корпорации «Энергия» им.
    214
  • 24/07/2018

    О путях развития региональной энергетики

    Наверное, сегодня уже никто не будет спорить с тем, что создание мини-электростанций и перевод газовых котельных в режим комбинированной выработки тепла и электричества – один из основных путей развития региональной энергетики.
    559
  • 14/12/2017

    Томские ученые создадут центр анализа данных адронного коллайдера

    ​Ученые Томского государственного университета получат грант, предназначенный для создания центра мирового класса по анализу данных Большого адронного коллайдера. Ожидается, что томские ученые создадут кластер для анализа данных на базе суперкомпьютера СКИФ Cyberia.
    690
  • 03/07/2018

    Алтайские ученые разрабатывают компьютерную программу для прогнозов развития тромбоэмболии

    ​Ученые Алтайского государственного университета (АлтГУ) разрабатывают уникальную компьютерную программу для раннего прогнозирования развития тромбоэмболии легочной артерии. Программу планируется распространять через социальные сети, сообщили в пресс-службе вуза.
    546
  • 17/08/2017

    ИГУ выделено 170 млн рублей на строительство гамма-обсерватории в Тункинской долине

    Министерство образования и науки Российской Федерации поддержало проект по строительству крупнейшей в мире гамма-обсерватории TAIGA на территории Тункинского астрофизического центра коллективного пользования ИГУ.
    1494
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    2048
  • 05/03/2018

    ​Ученые ТГУ создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул

    ​Ученые кафедры оптики и спектроскопии физического факультета ТГУ с коллегами из Швеции и Финляндии создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул. Благодаря этому алгоритму можно вычислять оптические, люминесцентные (светимость, квантовый выход флуоресценции) свойства молекул и веществ с использованием высокоточных методов квантовой химии.
    888
  • 25/10/2016

    Томский аспирант улучшит диагностику мощнейшего в мире синхротрона

    ​Аспирант Физико-технического института Томского политеха Артем Новокшонов вместе с учеными Научной Лаборатории DESY (Германия) работает над улучшением и тестированием новых методик диагностики электронного пучка синхротрона PETRA III - одного из мощнейших источников синхротронного и рентгеновского излучения в мире.
    1482