Nanomuovien tunnistus merivedestä

Abstract

Muovien kasvaneen tuotannon ja käytön seurauksena myös muovijäte on lisääntynyt ja levinnyt lähes kaikkialle. Roskaamisen ja puutteellisen jätteenkäsittelyn seurauksena muovijätettä päätyy meriimme yhä enemmän ja enemmän. Pienimmät muoviroskat voidaan jakaa mikro- (1 µm – 5 mm) ja nanomuoveihin (< 1 µm). Muovi voi hajota mikro- ja nanomuoveiksi muun muassa mekaanisen hankauksen tai auringon UV-säteilyn vaikutuksesta. Toistaiseksi nanomuovien haitoista on vähäisesti tietoa, mutta niistä aiheutuvat mahdolliset ympäristö- ja terveysvaikutukset ovat herättäneet huolta. Nanomuovien tunnistus ympäristönäytteistä on vielä hyvin haastavaa ja uusia menetelmiä tarvitaan niiden tunnistamiseksi. Nanomuoveja on aiemmin tunnistettu merivedestä massaspektrometrisillä menetelmillä. Näillä menetelmillä ei kuitenkaan saada selville nanomuovien kokojakaumaa tai muotoa. Raman- ja pyyhkäisyelektronimikroskopiaa (SEM) käyttämällä voidaan nanomuoveja tunnistaa niin, että myös niiden muoto ja kokojakauma saadaan selville. Raman-mikroskopian käyttöä rajoittaa kuitenkin pienistä partikkeleista saatava heikko Raman-signaali ja niiden haastava visuaalinen havaitseminen. Tässä työssä ohuella kulta- tai platinakerroksella päällystettyä suodatinta käytetään tehokkaampaan nanomuovien tunnistamiseen Raman-mikroskopialla. Ohut metallipäällystys tuottaa SERS-ilmiön (engl. surface-enhanced Raman spectroscopy/scattering), jonka seurauksena nanomuoveista saatavat Raman-signaalit voimistuvat. Taustana toimiva metallipäällystys auttaa myös nanomuovien havaitsemisessa suodattimelta kontrastieron ansiosta. Tässä työssä kehitettyjä metallipäällysteisiä suodattimia käytetään myös osana menetelmää, jolla voitaisiin erotella, tunnistaa ja kuvata nanomuoveja merivedestä. Käsitelty merivesi voidaan aluksi suodattaa metallipäällysteiselle suodattimelle. Raman-mikroskopialla voidaan tunnistaa yksittäinen partikkeli suodattimelta nanomuoviksi, jonka jälkeen partikkeli voidaan kuvata SEM:lla. Työssä esitettyjen tulosten on tarkoitus auttaa ymmärtämään muovijätteen leviämistä, hajoamista sekä niistä aiheutuvia haittavaikutuksia paremmin ja täten ehkäisemään muovijätteestä aiheutuvia ongelmia.