Development of a simple microplastic detection and its application to the preparation of bioplastic composite materials

一种简单的微塑料检测方法的开发及其在生物塑料复合材料制备中的应用

基本信息

批准号：
21K03773
负责人：
境英一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Akita Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，バイオプラスチック由来のものを含むマイクロプラスチックの簡易な検出・分析法として，構成成分の割合や変性に敏感に反応して変化する熱重量分析（TGA）による新しい手法を開発し，それを基に環境負荷の低いバイオプラスチック複合材料の設計指針を提案することを目的とする．2021年度はモデル試料による土壌中マイクロプラスチック分析法の開発を目標とし，2022年度はそれを基に，マイクロ“バイオ”プラスチックの検出法確立と生分解性評価へと展開する．最終年度である2023年度では，ここまでで開発した手法を基にしてバイオプラスチック複合材料の新しい設計指針を提案する．本年度は，マイクロ“バイオ”プラスチックの検出法確立と生分解性評価への展開を目標として，Bio PBS，PLAのようなモデルマイクロ“バイオ”プラスチック粉末を1～20wt%の濃度で添加してモデル試料とし，実験を行った．昨年度と同様にマイクロプラスチックは市販のペレットとフィルムをドライアイスと共に粉砕機に投入することで粒径100μm以下に粉砕したものとし，提案法による定性・定量分析に供した．結果として，バイオプラスチックについても提案法での識別が可能であることが確認できた．また，検量線から検出限界を導出することができた．また，その検量線とTMLの値からおおよその含有量が推定でき，定量分析の可能性が示唆された．さらに，DTG曲線のピーク面積から含有量を求めることもできた．土壌中での生分解性評価へ展開については基礎的な検討をすることはできたが，長時間での評価が必要なため，引き続き検討予定である．

在这项研究中，我们开发了一种使用热重分析（TGA）的新方法，该方法可以灵敏地响应组成成分的比例和变性，作为微塑料（包括来自生物塑料的微塑料）的简单检测和分析方法。提出对环境影响较小的生物塑料复合材料的设计指南。 2021年，我们的目标是开发一种利用模型样品分析土壤中微塑料的方法，2022年，我们将在此基础上开发微“生物”塑料的检测方法，并评估其生物降解性。 2023 年，即最后一年，我们将根据迄今为止开发的方法提出新的生物塑料复合材料设计指南。今年，为了建立微生物塑料的检测方法并将其应用于生物降解性评价，我们添加了浓度为1至20wt%的模型微生物塑料粉末，例如Bio PBS和PLA。取样并进行了实验。与去年类似，将市售的颗粒和薄膜放入装有干冰的研磨机中，将微塑料研磨至100微米以下的粒径，并使用所提出的方法进行定性和定量分析。结果，我们证实生物塑料也可以使用所提出的方法进行识别。此外，我们还能够从校准曲线中得出检测限。此外，可以从校准曲线和TML值估计大致含量，这表明定量分析的可能性。此外，还可以根据DTG曲线的峰面积来确定含量。尽管我们能够对土壤生物降解性评估的发展进行基础研究，但由于需要长期评估，我们计划继续这项研究。