Des physiciens de l'Université fédérale Immanuel Kant Baltic ont développé et appliqué une méthode d'identification des microplastiques collectés dans les eaux marines. La méthode de spectroscopie détermine la composition chimique des contaminants quelle que soit leur taille. Les résultats ont été publiés dans Bulletin sur la pollution marine .

Tout le plastique qui pénètre dans les eaux marines reste dans la mer. Il ne se désagrège pas, devient seulement granulé, devenant encore plus dangereux pour les animaux marins et les poissons, entrer dans leur corps avec de l'eau et de la nourriture, et s'accumuler dans leurs organes. De plus, le microplastique est difficile à isoler. Il est même impossible de mesurer le tonnage exact de plastique dans l'océan. Il ne suffit pas de le récupérer en surface avec des filets, car les microparticules voyagent souvent d'une couche d'eau à une autre. Les outils existants pour la collecte profonde du plastique sont, comme règle, incapable d'identifier la profondeur à laquelle un échantillon a été prélevé, et sans les informations sur la répartition des microplastiques dans les différentes couches d'eau, il est impossible de comprendre comment la pollution se propage dans l'océan et quel est le volume actuel. Même lorsque les échantillons sont prélevés, les scientifiques ont encore du mal à déterminer la composition chimique des petites particules de polymère.

Les physiciens de cette nouvelle étude rapportent maintenant une méthode pour déterminer la composition du microplastique. Ils ont identifié des particules collectées dans la mer Baltique à l'aide d'un nouvel appareil appelé PLAtic EXplorer (PLEX). Il a été développé par les physiciens de l'Institut des problèmes de l'eau du Nord au Centre de recherche de Carélie de l'Académie des sciences de Russie, en collaboration avec le Département de l'Atlantique de l'Institut d'océanologie de Chirchov de l'Académie des sciences de Russie. L'appareil pompe deux à trois mètres cubes d'eau de mer à n'importe quelle profondeur jusqu'à 100 mètres. L'eau est transportée vers un navire où toutes les particules solides en sont filtrées. Les pompes sont ajoutées manuellement au système de filtration et lavées avant le prélèvement des échantillons, et les filtres sont changés manuellement, également. Par conséquent, PLEX doit avoir au moins deux opérateurs, un pour surveiller la pompe, et un pour s'occuper du filtre.

À l'aide du nouvel appareil, les chercheurs ont collecté des échantillons de microplastiques à différents niveaux de la mer Baltique. Des échantillons supplémentaires ont été prélevés manuellement sur le rivage. Les échantillons ont fait l'objet d'une étude détaillée, et la dernière étape de l'analyse était l'identification de leur composition chimique. Ces fragments et fils sont incroyablement petits (le diamètre des fibres et des fragments est de 50 microns ou moins). Par conséquent, leur analyse requiert une méthodologie très sensible. Les physiciens ont développé une méthode basée sur la spectroscopie de diffusion Raman. Différentes substances diffusent inélastiquement la lumière de différentes manières, et la nouvelle méthode a révélé les éléments de chaque échantillon. Les scientifiques ont trouvé 33 types de contaminants dans les échantillons de la mer Baltique, y compris le nylon, polyéthylène, cellulose, polypropylène, etc.

"L'analyse spectrale des particules polymères microscopiques est une tâche difficile. La fluorescence des colorants dans les polymères colorés les plus répandus est un problème considérable. Le polymère et le colorant ont une forte liaison, et il faut créer des conditions expérimentales spécifiques pour minimiser la fluorescence du colorant, et en même temps, pour identifier le signal du polymère dans le spectre. Dans plusieurs cas, les échantillons microscopiques nécessitaient une purification supplémentaire et une analyse spectrale à plusieurs composants pour diviser les spectres complexes (par exemple, ceux contenant plusieurs polymères et un colorant) en parties distinctes. Par conséquent, nous avons développé une méthode nous permettant d'identifier clairement la composition chimique des échantillons. Il s'est avéré très utile pour la recherche appliquée en physique marine, " dit Andrey Zyubin, chercheur associé principal au Centre scientifique et pédagogique de BFU.