Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Kartläggning av analysmetoder för mikroplaster från konstgräsplaner
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH).
2018 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Survey of analytical methods for microplastics from artificial turf (English)
Abstract [sv]

Förekomsten av mikroplaster i vatten- och sedimentmiljöer är ett relativt nytt problem. I nuläget finns inga standarder kring vilka metoder som ska tillämpas vid provtagning, behandling och analys av mikroplaster. Detta medför svårigheter vid uppskattning av fältkoncentrationer och jämförelser av mikroplasters flöde och sammansättning.

Konstgräsplaner har bedömts vara den näst största källan till utsläpp av mikroplaster i Sverige. Förebyggande åtgärder har vidtagits i flera kommuner i Sverige i syfte att minska denna spridning. Det är därför intressant att kunna utföra mätningar av mikroplasthalter i vatten- och sedimentmiljöer i syfte att undersöka mikroplastförekomsten och hur den förändras i samband med de olika åtgärderna.

Syftet med detta arbete är att öka kunskapen kring metoder som finns och är lämpliga för provtagning, behandling och analys av mikroplaster från konstgräsplaner i vatten- och sedimentmiljöer.

Målet är att ge ett förslag på mätmetoder som kan vara lämpliga för analys av mikroplaster från konstgräsplaner i Ältasjön.

I syfte att tydliggöra vikten av holistisk syn vid mikroplastanalyser har en analyskedja tagits fram och bedömts vara ett användbart verktyg för vidare utveckling av standardmetodik för hela analysprocessen, från provtagning till analystolkning. Denna analyskedja består av fyra huvudsteg: provtagning, behandling, analys och resultattolkning.

Provtagning kommer att ha avgörande betydelse för utvärdering av slutgiltiga resultat eftersom provtagningseffektiviteten har direkt påverkan på provinnehållet som kommer att gå vidare till analysen. Det finns inga standardiserade tillvägagångssätt för provtagning av mikroplaster med avseende på plats, provtagningsutrustning, volymer och provtagningstid. Detta resulterar i en begränsad jämförbarhet med tidigare genomförda studier.

Behandling består vanligen av volymreducering, separation och slutligen kemisk eller enzymbaserad rening. Behandlingsmetoder som tillämpas behöver anpassas efter förväntat provinnehåll och vald analysmetod.

Mikroplastanalyser kan genomföras med hjälp av optiska, spektrofotometriska eller kromatografiska metoder. De optiska analysmetoderna möjliggör bestämning av partikelns fysikaliska egenskaper så som storlek, form, färg och nedbrytningsgrad. Spektrometriska och kromatografiska metoder tillhandahåller information om partikelns kemiska sammansättning, så som polymertyp och additivinnehåll. Eftersom alla dessa tekniker undersöker olika egenskaper och resulterar i olika svar bör varje teknik betraktas och analyseras utifrån vilken information man vill få ut från undersökningen. Vidare har alla analysmetoder olika detektionsgränser. Dessa detektionsgränser varierar mellan 1–500 μm och är därmed viktiga att ta hänsyn till vid val av analysmetod.

Om studier använder samma metodik för att få önskad information kommer resultat från dessa att kunna jämföras med varandra, komplettera varandras kunskapsluckor och möjliggöra en effektiv monitorering av mikroplastförekomst och spridning till vatten- och sedimentmiljöer. Dock förutsätter detta att samtliga studier inte endast följer samma metodik vid analys utan längs hela analyskedjan, från provtagning till resultattolkning.

Utifrån insamlad information och kunskap bedöms svepelektronmikroskop med energi dispersiv röntgenspektrometer (SEM-EDS) och masspektrometer med induktivt kopplad plasmajonkälla (ICP-MS) ha störst potential att effektivt kunna mäta mikroplaster från konstgräsplaner, i vatten- och sedimentmiljöer. Både ICP-MS och SEM-EDS möjliggör detektering av alla granulattyper och plaststrån från konstgräsplaner även av kornstorlek mellan 10 och 20 μm. Vidare studier av dessa metoder rekommenderas i syfte att bygga upp ett referensbibliotek för respektive metod samt hitta en välfungerande standardmetodik vid analys av mikroplaster från konstgräsplaner.

Abstract [en]

The presence of microplastics in marine and sedimentary environments is a relatively new problem. Presently, there are no clear standards to which methods that should be implored with sampling, treating and analysing microplastics. Because of this, some troubles occur when estimating field concentrations and comparing microplastics flow and composition.

Artificial turf plants have been considered to be the second largest source of microplastic emissions in Sweden. Pre-emptive measures have been taken in several regions in Sweden in order to decrease spreading of microplastics. Because of this, it is important to be able to measure the amount of microplastics in marine environment and sediment in order to monitor how it changes when using different methods.

The purpose of this study is to increase the knowledge of the methods available and suitable for sampling, treatment and analysis of microplastics from artificial turf in water and sediment environments.

The aim is to provide a suggestion of measurement methods that may be suitable for analysis of microplastics from artificial turf in Ältasjön.

In order to clarify the importance of a holistic view of the microplastics, an analytical chain has been developed. It is regarded to be a useful tool in order to further the develop a standardized method for the entire analytical process, from sampling to interpretation of results. This analytical chain is comprised by four major steps: sampling, laboratory preparation of samples, analysis and interpretation of the results.

Sampling will be of crucial importance for the evaluation of final results, because the sampling efficiency has direct impact on the content of the sample which will proceed to the analysis. There are no standardized procedures for sampling of microplastics with regard to location, sampling equipment, volumes and sampling time. This results in a limited comparability with previous studies.

The treatment is usually comprised of volume reduction, density separation and chemical or enzymatic purification. These treatment methods need to be adapted in regard to the expected content of the sample and the chosen analytical method.

Analysis of microplastic could be done with the help of optical, spectrophotometric or chromatographic methods. The optical analysis enables to monitor the particles physical properties such as size, shape, colour and degree of degradation. The spectrophotometric and chromatographic methods provide information about chemical composition, polymer type and the additive content of microplastics. These methods investigate different properties and therefore they result in different answers. Each technique should be thought of and analysed from the information that is provided. Also, all analytic methods have different detection limits. These detection limits vary between and it is important to take into consideration when choosing the correct analytical method.

If different studies use the same methods to gain the desired information, the results will be more easily compared. The combined results will help to complete more of the missing information and improve the monitoring of microplastics spreading to marine environments and sediment. Provided that all studies not only follow the same methods but also the same analytical chain from sampling to analyzing the results.

From the information and knowledge that was gathered, it is expected that Scanning Electron Microscopy / Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDS) and Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) has the biggest potential to efficiently measure microplastics from artificial turf in water environment and sediment. Both SEM-EDS and ICP-MS makes it possible to detect all types of granulate and plastic straws from artificial turf even when the grain is between 10 and 20 mm. Further studies of these methods are recommended to build a reference library for each respective method and to find a working standard method when analysing microplastic from artificial grass.

Place, publisher, year, edition, pages
2018.
Keywords [sv]
mikroplast, konstgräs, analys, mätning
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-240305OAI: oai:DiVA.org:kth-240305DiVA, id: diva2:1270965
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Chemical Engineering
Available from: 2018-12-14 Created: 2018-12-14 Last updated: 2018-12-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(998 kB)77 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 998 kBChecksum SHA-512
e235e0d31a2837fcaf5e5b3f33ff80f2ff9752b32e2b776d3f06a2c67c947538464f82565dee667c5ea1f278f5637f010dbe7821eb94e4c652083d15e9423b48
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH)
Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 77 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 263 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf