Closing the gap between small and smaller: towards a framework to analyse nano- and microplastics in aqueous environmental samples

Detecting nanoplastics and determining actual concentrations and sizes of plastics present in the environment are essential to assess the hazards plastic particles pose. Microplastics have been detected globally in various aqueous ecosystems, but the determination of nanoplastics is lagging behind due to methodological challenges. Here, we propose a framework that is able to consistently determine a broad size spectrum of plastic particles in an aqueous environmental sample, and provide analytical results as proof of principle. Within the framework, microplastics are detected using FTIR microscopy. Nanoplastics are studied using field-flow-fractionation to obtain information on the particle sizes, and pyrolysis GC-MS is used to identify polymer types. Pyrolysis GC-MS seems promising for detecting nanoplastics in an environmental sample because to identify polystyrene (PS) a mass of approximately 100 ng is required. Pre-concentrating nanoplastics by crossflow ultrafiltration reduces the detection limits, enabling polystyrene to be identified when the original concentration in an aqueous sample is > 20 µg L-1. Finally, we present an approach for estimating polymer masses based on the two-dimensional microplastic

In een eerste stap om de mate van vervuiling van Nederlandse binnenwateren met nanoplastics in kaart te brengen, stelt dit onderzoek een meetstrategie en -methode voor om extreem kleine plasticdeeltjes te kunnen meten. Micro- en nanoplastics die als gevolg van plasticvervuiling in zee terechtkomen zijn schadelijk voor het zeeleven. In hoeverre nanoplastics ook in zoetwater voorkomen, is nog onduidelijk. Gezien de mogelijke gezondheidsrisico’s van is kennisontwikkeling over plasticvervuiling belangrijk. Hoewel microplastics steeds beter meetbaar zijn ontbreekt een consistent meetprotocol waarmee ook de kleinere nanoplastics kunnen worden gemeten. Het hier gepresenteerde onderzoek wil hierin verandering brengen.