Şu anda, mikroplastiklerin tespiti ve analizi için yapılan tekniklere odaklanan birçok derleme makalesi yayımlanmıştır. Örneğin, Hanvey ve ark. numune alma yöntemlerini, mikroplastik ayırma yöntemlerini ve mikroplastiklerin sedimentlerde ölçülmesi için analitik teknikleri sistematik bir şekilde özetlemiş ve açıklamıştır. Diğer analitik kimya alanlarında olduğu gibi güçlü kalite güvence/kalite kontrol prosedürlerinin geliştirilmesini savunmuşlardır. Ayrıca, Wirnkor ve ark. mikroplastiklerin tespiti ve kantifikasyonu için bazı tipik analitik teknikleri de açıklamıştır. Silva ve ark. ise mikroplastiklerin numune alımı, numune işleme, tanımlama, kantifikasyon ve analitik kalite kontrol ile kalite güvence sorunlarına dair birçok konuya değinmiş ve bu alandaki mevcut zorluklar ile bu sınırlamaları aşma yollarını sunmuştur. Bu derleme makaleleri, mikroplastik tespit ve analizi tekniklerinin geliştirilmesine yönelik yeni referanslar ve fikirler sunmaktadır.
Bu derlemede, bu derlemeleri özetliyor ve elde edilen mikroplastik bilgilerine göre bazı klasik mikroplastik analiz tekniklerini özetliyoruz. Ayrıca, bu yöntemlerin uygulamaları, avantajları ve eksiklikleri de ele alınmıştır. Dahası, mikroplastikler üzerine analitik yöntemlerin gelecekteki araştırma perspektifleri de önerilmektedir.
Mikroplastiklerin Tespiti ve Analizi Fiziksel Karakterizasyon
Mikroplastiklerin fiziksel karakterizasyonu, mikroplastiklerin parçacık boyutunu, rengini, şeklini, morfolojisini, ilk sınıflandırmasını, korozyon derecesini ve yaşlanma derecesini önceden belirleyebilir. Burada, mikroplastiklerin bazı ana fiziksel özellik analiz tekniklerini kısaca tanıtıyoruz; bunlar arasında görsel analiz, dinamik ışık saçılımı analizi ve lazer kırılma parçacık boyutu analizi yer alır.
Görsel Mikroplastiklerin Tespiti ve Analizi
Görsel analiz, mikroplastiklerin fiziksel karakterizasyonu için en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Görsel analiz yönteminin ana işlem süreci, önceden işlenmiş numuneleri çıplak gözle veya mikroskoplarla gözlemlemeyi içerir ve ardından mikroplastikler, renk, şekil ve boyutlarına göre kaba bir şekilde sınıflandırılır ve sayılır. Son olarak, mikroplastikler cımbızla toplanır.
Görsel analiz yöntemi, basit bir işlem, düşük maliyet ve işlem sırasında az kimyasal tehlike gibi avantajlara sahiptir. Ancak, görsel analiz mikroplastiklerin kimyasal bileşenleri hakkında bilgi veremez. Ayrıca, görsel analiz yöntemi zaman alıcı ve zahmetlidir. Görsel analiz yönteminin doğruluğu ve verimliliği, çevresel ortam, numunelerdeki diğer safsızlıklar, mikroplastiklerin rengi, şekli, yapısı gibi çeşitli faktörler ve bireysel öznel yargılar gibi faktörlerden kolayca etkilenir. Örneğin, mikroplastiklerin parçacık boyutu çok küçük olduğunda veya çevresel örnekler diğer partikül safsızlıkları içerdiğinde görsel analiz yöntemi artık uygulanamaz. Bu nedenle, görsel analiz yöntemi genellikle bağımsız bir mikroplastik analiz yöntemi olarak değil, sadece yardımcı bir yöntem olarak kullanılır.
Görsel analiz, çıplak gözle analiz ve mikroskopik analiz olarak ikiye ayrılabilir. Çıplak gözle, yalnızca 1-5 mm boyutunda mikroplastiklerin önceden tanımlanması yapılabilir, mikroskopik analiz ise yüzlerce mikron ve üzerindeki mikroplastikleri tanımlamak için kullanılabilir.
Mikroskopi
Optik mikroskopi, uygun ve ekonomik bir tespit ve analiz yöntemidir. Ancak, optik mikroskopların mikroplastiklerin tanımlanmasındaki doğruluğu hâlâ nispeten düşüktür. Örneğin, sıradan ışık mikroskobu altında mikroplastiklerin tanımlanmasındaki hata oranı %20’nin üzerindedir ve mikroplastikler şeffaf olduğunda hata oranı %70’in üzerine çıkar. Ayrıca, 100 μm’den daha küçük mikroplastikleri analiz etmek ve tanımlamak zordur. Bu nedenle, optik mikroskopi, mikroplastiklerin tanımlanma hata oranını azaltmak için genellikle elektron mikroskobi ile birleştirilir.
Optik mikroskopiye kıyasla, elektron mikroskobu, daha yüksek büyütme ve daha net görüntüleme sayesinde mikroplastikleri partikül safsızlıklarından ayırt edebilir. Örneğin, en yaygın kullanılan elektron mikroskoplarından biri olan taramalı elektron mikroskobunun çözünürlüğü 0.1 μm’ye kadar ulaşabilir. Taramalı elektron mikroskobu, 1 nm’ye kadar olan mikroplastikleri tanımlamak için kullanılabilir. Ancak, taramalı elektron mikroskobu görüntüleri, mikroplastiklerin renk ve kimyasal bileşenlerini tespit ve analiz etmek için kullanılamaz. Bu nedenle, taramalı elektron mikroskobu, mikroplastiklere dair daha fazla bilgi edinmek için diğer tekniklerle birleştirilir. Ayrıca, iletim elektron mikroskobu, optik mikroskopi altında görülemeyen 0.2 μm’den daha küçük ince yapıları gözlemlemek için kullanılabilir.
Florasan Boyama
Görsel analizin doğruluğunu artırmak amacıyla, mikroplastiklerin görsel analizinde önemli bir yardımcı teknik olarak fluoresan boyama geniş bir şekilde uygulanmaktadır. Fluoresan boyama işlemi, hidrofobik floresan boya kullanılarak mikroplastiklerin boyanmasını içerir. Ardından, bu numuneler, floresan mikroskop veya konfokal lazer taramalı mikroskop altında belirli ışık ışınları ile aydınlatılır ve mikroplastikler floresan yayarlar. Son olarak, bu floresan partiküller görüntü analizi ile tanımlanabilir ve sayılabilir.
Bununla birlikte, floresan mikroskobi ve konfokal lazer taramalı mikroskobunun kullanımı, floresan boyaların genellikle belirli uyarıcı ışık dalga boylarıyla uyarılmasına ihtiyaç duyduğundan sınırlıdır. Ayrıca, floresan boyama, bazı biyolojik organik maddelerin de bu hidrofobik floresan boyalarla boyanabilmesi nedeniyle yanlış pozitif sonuçlar verebilir. Şu ana kadar, çevresel örneklerden bu organik maddeleri tamamen ortadan kaldırmak için etkili bir yöntem bulunmamaktadır.
Lazer Kırılma Parçacık Boyutu Mikroplastlerin Tepiti ve Analizi
Malzeme biliminin hızlı gelişimi ile sayısız ileri düzey cihazlar geliştirilmiştir. Lazer kırılma parçacık boyutu analizi, hızlı, güvenilir ve otomatik bir yöntem olup, toprak ve sediment parçacık boyutu dağılımının analizinde kullanılabilir. Deneysel sonuçlar ayrıntılı, yüksek çözünürlüklü ve yüksek hassasiyete sahiptir. Bu teknik temelde tahribatsızdır ve kritik örnekler geri kazanılabilir. Bu yöntem, 0.04 μm ile 2000 μm arasındaki parçacıkları analiz etmek için kullanılabilir. Ancak, çevresel örneklerdeki bazı safsızlıklar deneysel sonuçlarla müdahale edebilir.
Dinamik Işık Saçılımı
Nanoplastikler, 1 μm’den daha küçük plastik parçacıklardır. Dinamik ışık saçılımı tespiti ve analizi, nanoplastiklerin analizinde büyük bir potansiyele sahiptir. Örneğin, Sorasan ve ark. dinamik ışık saçılımı analizi ile güneş fotokimyasal yaşlanmanın, ikincil mikroplastiklerin nanoplastiklere dönüşmesine neden olabileceğini bulmuşlardır. Ancak, lazer kırılma parçacık boyutu analizi gibi, çevresel örneklerdeki bazı safsızlıklar deneysel sonuçlarla müdahale edebilir.
Mikroplastiklerin Araştırılması için TIKLAYINIZ