القياس الكمي للبلاستيك الدقيق والنانوي القائم على البولي بيوتيلات أديبات تيريفثاليت من التربة باستخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي للبروتون

لقد طورنا هذه الطريقة حتى نتمكن من معرفة المزيد عن التحلل البيولوجي للبلاستيك والتربة القابلة للتحلل. تم تصميم المنتجات البلاستيكية القابلة للتحلل لتتحلل تماما بعد دفنها في التربة ، لكننا كنا بحاجة إلى طريقة لقياس الشظايا البلاستيكية الصغيرة التي قد تبقى في التربة. تطورت طرق القياس الكمي للبلاستيك الدقيق بسرعة خلال السنوات القليلة الماضية ولم يتم توحيدها بين المجموعات.

تم قياس اللدائن الدقيقة من التربة باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات المختلفة. نعتقد أن تطوير طرق للتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي مهم لتنويع الوصول إلى القياس الكمي للبلاستيك الدقيق. تم استخدام الرنين المغناطيسي النووي سابقا لتحديد PBAT من المنتجات البلاستيكية في التربة.

لقد أنشأنا هذا البروتوكول وشاركناه من أجل تكييف هذه التقنية في أداة يمكن لعلماء البيئة وغيرهم استخدامها لتحديد PBAT بسرعة من العديد من عينات التربة بالتوازي ، مما يسمح بالمراقبة البيئية على نطاق واسع. يتضمن بروتوكولنا استعادة بوليمر PBAT في مذيب. نظرا لأن الطريقة لا تركز على عزل الجزيئات البلاستيكية الفردية ، فإنها لا تقتصر على حجم اللدائن الدقيقة أو النانوية.

هناك بعض المقايضات ، لكن هذا يسمح لنا بالتعرف على التحلل البيولوجي للبلاستيك النانوي في التربة. الآن بعد أن تمكنا من تحديد كمية البلاستيك الصغير والنانوي في التربة ، نريد معرفة المزيد حول كيفية تفاعل البلاستيك النانوي مع مكونات التربة مثل المواد العضوية ومعادن التربة. قد تكون هذه التفاعلات عاملا مهما ، حيث يحمي البلاستيك من التحلل البيولوجي بواسطة الإنزيمات الميكروبية.

للبدء ، قم بجمع التربة وإعدادها قبل إجراء الاستخراج. في غطاء الدخان ، قم بإعداد خليط 100 ملليلتر من 90 إلى 10 حجم من الكلوروفورم والميثانول لكل عينة يتم استخراجها. أضف 100 جرام من التربة الجافة ، و 100 مل من محلول الميثانول الكلوروفورم ، و 20 حبة زجاجية في وعاء استخراج زجاجي.

أغلق البرطمان بإحكام بأغطية مبطنة ب PTFE لمنع بخار المذيبات من الهروب. ضع برطمان الاستخراج على طاولة شاكر ورجه بمعدل 200 دورة في الدقيقة لمدة ثماني ساعات. بعد الاهتزاز ، اترك التربة في جرة الاستخراج تستقر لمدة أربع ساعات على الأقل.

الآن ، قم بفك غطاء جرة الاستخراج في غطاء الدخان. باستخدام ماصة، قم بتحميل المستخلص السائل على مرشح ورقي نوعي بحجم مسام 11 ميكرومتر، واجمع المرشح في وعاء زجاجي نظيف يحمل علامة تجارية. سجل حجم المذيب المستردة.

اترك المستخلص الموجود في التربة يجف تماما في غطاء الدخان ، الأمر الذي قد يستغرق ما يصل إلى 24 ساعة. ثم تخلص من التربة المجففة بأمان. بمجرد أن يجف المستخلص ، قم بتغطية برطمان العينة وتخزينه في مكان بارد ومظلم وجاف لاستخدامه لاحقا.

للبدء ، احصل على مستخلص التربة المجففة التي تحتوي على البولي بيوتيلين أديبات تيريفثاليت أو PBAT. أضف ملليغراما واحدا من العيار الداخلي 1 ، 4-ثنائي ميثوكسي بنزين في كل جرة عينة تحتوي على المستخلص المجفف. أعد تعليق العينة في 500 ميكرولتر من الكلوروفورم المنزوع في غطاء الدخان.

قم بتغطية البرطمان واضغط عليه برفق على اليد أو سطح المقعد حوالي 10 مرات على كل جانب. بعد ذلك، استخدم طرف ماصة نظيف لنقل العينة المذابة إلى أنبوب الرنين المغناطيسي النووي. كرر خطوة إعادة التعليق مع 500 ميكرولتر أخرى من الكلوروفورم المنزوع ، واسحب العينة.

قم بتغطية أنبوب الرنين المغناطيسي النووي وتخزينه لمدة ثلاثة أيام قبل جمع أطياف الرنين المغناطيسي النووي. أظهر طيف التربة الطينية المظللة التي ارتفعت ب 63 ملليغرام لكل كيلوغرام من PBAT أن جميع قمم PBAT الخمسة المميزة قد تم حلها بوضوح. أظهرت منحنيات المعايرة ارتباطات قوية بين كمية PBAT المضافة والمقاسة في الطميية المظللة ، والطميية الرملية Elkhorn ، وطميية Los Osos ، حيث حقق الطميية المظللة أعلى كفاءة استخراج بنسبة 76٪ كانت كفاءة استخراج PBAT من الطميية المظللة أعلى بالنسبة للبلاستيك الدقيق مقارنة بالبلاستيك النانوي.