Advancing Microplastic Analysis in Complex Matrices Towards Harmonization: Insights from an Interlaboratory Study Supporting the Development of a Standardized Extraction Protocol
यह अंतर-प्रयोगशाला अध्ययन यह प्रदर्शित करता है कि खाद में माइक्रोप्लास्टिक्स के लिए एक सामंजस्यपूर्ण निष्कर्षण प्रोटोकॉल विविध विश्लेषणात्मक तकनीकों में व्यवहार्य और प्रभावी है, जबकि यह पहचानता है कि मात्रा निर्धारण में परिवर्तनशीलता मुख्य रूप से निष्कर्षण प्रक्रिया के बजाय उप-नमूनाकरण और विश्लेषण विधियों से उत्पन्न होती है, जिससे ISO मानक 24899 के विकास के लिए महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्राप्त होती है।
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प्लास्टिक कचरा हमारे पर्यावरण में एक स्थायी अतिथि बना हुआ है, जो समय के साथ टूटकर सूक्ष्म कणों में बदल जाता है जिन्हें माइक्रोप्लास्टिक्स कहा जाता है। ये कण इतने छोटे होते हैं कि वे मिट्टी, पानी और यहाँ तक कि उस खाद के भीतर भी छिप सकते हैं जिसका उपयोग हम भोजन उगाने के लिए करते हैं। क्योंकि ये नग्न आंखों से अदृश्य होते हैं और मिट्टी तथा सड़ती हुई पत्तियों जैसी जटिल सामग्रियों में मिले होते हैं, इसलिए इन्हें ढूंढना और गिनना अविश्वसनीय रूप से कठिन है। वैज्ञानिक इन प्लास्टिक के टुकड़ों को मिट्टी से बाहर निकालने का एक एकल, विश्वसनीय तरीका खोजने के लिए प्रयास कर रहे थे ताकि वे माप सकें कि वहाँ कितनी मात्रा में प्लास्टिक मौजूद है। एक सामान्य विधि के बिना, एक प्रयोगशाला को बहुत अधिक प्लास्टिक मिल सकता है जबकि दूसरी को बहुत कम, जिससे परिणामों की तुलना करना या समस्या के वास्तविक पैमाने को समझना असंभव हो जाता है।
इसे हल करने के लिए, यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका के विश्वविद्यालयों, सरकारी एजेंसियों और निजी कंपनियों के शोधकर्ताओं के एक बड़े समूह ने एकजुट होकर काम किया। वे कम्पोस्ट (खाद) से माइक्रोप्लास्टिक्स निकालने की एक विशिष्ट विधि (रेसिपी) का परीक्षण करना चाहते थे। लक्ष्य यह देखना था कि क्या विभिन्न उपकरण उपयोग करने वाली विभिन्न प्रयोगशालाएं समान चरणों का पालन करके समान उत्तर प्राप्त कर सकती हैं। उन्होंने कम्पोस्ट का एक विशेष बैच तैयार किया, जो सड़ने वाले पौधों के पदार्थों से बनी पोषक तत्वों से भरपूर मिट्टी है, और इसमें दो प्रकार के प्लास्टिक की एक ज्ञात मात्रा मिलाई: एक सामान्य लचीला प्लास्टिक जिसे लो-डेंसिटी पॉलीइथाइलीन कहा जाता है, और एक बायोडिग्रेडेबल (जैव-अपघटनीय) प्लास्टिक जिसका उपयोग अक्सर पैकेजिंग में किया जाता है। उन्होंने इन नमूनों को दस प्रयोगशालाओं में वितरित किया, और प्रत्येक टीम को कम्पोस्ट को साफ करने और गंदगी से प्लास्टिक को अलग करने के लिए बिल्कुल समान निर्देश दिए।
उन्होंने जिस प्रक्रिया का परीक्षण किया उसमें तीन मुख्य चरण शामिल थे। सबसे पहले, उन्होंने कम्पोस्ट के किसी भी ढेले को तोड़ा और उसे पानी के साथ मिलाया। इसके बाद, उन्होंने एक रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग किया, जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड द्वारा घाव को साफ करने के समान है, ताकि जैविक पौधों के पदार्थ को तब तक घोल दिया जाए जब तक कि केवल प्लास्टिक और मिट्टी शेष न रह जाए। अंत में, उन्होंने एक भारी नमक के घोल को मिलाया जिससे प्लास्टिक ऊपर तैरने लगा और भारी मिट्टी नीचे बैठ गई, जिससे प्लास्टिक को निकालकर निकालना संभव हो गया। एक बार जब प्लास्टिक अलग हो गया, तो प्रत्येक प्रयोगशाला ने कणों को गिनने और उनकी पहचान करने के लिए अपने सर्वोत्तम उपकरणों का उपयोग किया। कुछ प्रयोगशालाओं ने प्लास्टिक को देखने के लिए विशेष लेजर वाले सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया, जबकि अन्य ने नमूनों को गैस में बदलने के लिए उन्हें गर्म किया और उनके रासायनिक संकेतों को मापा।
परिणामों ने दिखाया कि विधि प्लास्टिक को खोजने के लिए पर्याप्त रूप से प्रभावी थी। प्रत्येक प्रयोगशाला ने सफलतापूर्वक कम्पोस्ट में दोनों प्रकार के प्लास्टिक का पता लगाया। यह एक महत्वपूर्ण प्रगति थी, जो यह सिद्ध करती है कि एक मानकीकृत दृष्टिकोण का उपयोग करके जटिल मिट्टी जैसी सामग्रियों से माइक्रोप्लास्टिक्स को निकालना संभव है। हालांकि, अध्ययन ने यह भी दिखाया कि संख्याएँ हमेशा एक समान नहीं थीं। जब शोधकर्ताओं ने छोटे प्लास्टिक कणों, यानी एक निश्चित अत्यंत सूक्ष्म आकार के नीचे के कणों को देखा, तो एक प्रयोगशाला से दूसरी प्रयोगशाला के बीच गणना में काफी भिन्नता पाई गई। कुछ प्रयोगशालाओं को अन्य प्रयोगशालाओं की तुलना में बहुत अधिक छोटे टुकड़े मिले। इस कारण की जांच से कुछ प्रमुख मुद्दों की ओर संकेत मिला। यह पता चला कि समस्या स्वयं रासायनिक सफाई प्रक्रिया में नहीं थी, बल्कि निष्कर्षण (एक्सट्रैक्शन) से पहले और बाद में नमूनों को संभालने के तरीके में थी।
त्रुटि का एक प्रमुख स्रोत केवल कम्पोस्ट को मिलाना था। चूंकि प्लास्टिक के कण बहुत छोटे होते हैं और आपस में जुड़ सकते हैं या मिट्टी से चिपक सकते हैं, इसलिए एक पूरी तरह से एकसमान नमूना प्राप्त करना कठिन है। यदि किसी प्रयोगशाला ने कम्पोस्ट का एक छोटा हिस्सा लिया जिसमें प्लास्टिक के अधिक ढेर मौजूद थे, तो उनकी गिनती अधिक होगी, जबकि एक ऐसी प्रयोगशाला की गिनती कम होगी जिसने कम प्लास्टिक वाले हिस्से को चुना। एक अन्य मुद्दा तब आया जब प्रयोगशालाओं ने कणों को गिनने का प्रयास किया। छोटे टुकड़ों को सटीक रूप से देखना और गिनना कठिन था, विशेष रूप से यदि वे आपस में चिपके हुए थे या अन्य मिट्टी के कणों के पीछे छिपे हुए थे। अध्ययन में पाया गया कि पानी में प्लास्टिक का व्यवहार और कम्पोस्ट में उसका व्यवहार कैसे बदलता है, यह भी महत्वपूर्ण था। उदाहरण के लिए, एक प्रकार का प्लास्टिक तैरने लगता था और कंटेनरों की दीवारों से चिपक जाता था, जिससे गिनती के दौरान उसे खोना आसान हो जाता था।
इन विविधताओं के बावजूद, शोधकर्ताओं ने एक आश्वस्त करने वाला पैटर्न पाया। हालांकि कणों की कुल संख्या भिन्न थी, लेकिन कणों का सापेक्ष आकार सुसंगत था। इसका अर्थ है कि यदि एक प्रयोगशाला को ज्यादातर बड़े टुकड़े मिले, तो अन्य को भी वही मिले। आकार का वितरण स्थिर रहा, भले ही कुल संख्या बदल गई हो। यह सुझाव देता है कि विधि मिट्टी में मौजूद चीजों की सामान्य तस्वीर दिखाने में अच्छी है, भले ही सटीक संख्या बताना कठिन हो। अध्ययन ने इस बात पर भी प्रकाश डाला कि प्लास्टिक को गिनने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में सुधार की आवश्यकता है। कुछ प्रयोगशालाओं को सबसे छोटे कणों को देखने में संघर्ष करना पड़ा क्योंकि मिट्टी से उत्पन्न होने वाला 'बैकग्राउंड नॉइज़' (पृष्ठभूमि का शोर) बहुत अधिक था, या क्योंकि उनके द्वारा उपयोग किए गए फिल्टर सबसे सूक्ष्म कणों को पहचानने के लिए आदर्श नहीं थे।
टीम ने भविष्य के उपयोग के लिए इस रेसिपी को परिष्कृत करने हेतु इन निष्कर्षों का उपयोग किया। उन्होंने महसूस किया कि अनचाहे क्रिस्टल बनने से रोकने के लिए रसायनों को मिलाने के तरीके को समायोजित करने की आवश्यकता है, जो प्लास्टिक को फंसा सकते हैं। उन्होंने यह भी निर्णय लिया कि अल्कोहल के एक विशिष्ट प्रकार से अंतिम रूप से धोना (रिंस करना) तैरते हुए प्लास्टिक को वापस पाने में मदद करेगा जो खो रहा था। गलतियों और प्रयोग की चुनौतियों से उपजे ये छोटे बदलाव अब एक नए अंतर्राष्ट्रीय मानक में लिखे जा रहे हैं। यह मानक दुनिया भर के वैज्ञानिकों को मदद करेगा ताकि जब वे मिट्टी में माइक्रोप्लास्टिक्स के बारे में बात करें, तो वे एक ही भाषा बोल सकें।
अध्ययन ने यह दावा नहीं किया कि इसने हर समस्या को हल कर दिया है। इसने दिखाया कि हालांकि निष्कर्षण विधि व्यवहार्य है, लेकिन पूर्ण सटीकता की यात्रा अभी भी जारी है। परिणामों में भिन्नता रसायन विज्ञान की विफलता के कारण नहीं थी, बल्कि कम्पोस्ट जैसे अव्यवस्थित, वास्तविक दुनिया के नमूने को संभालने की कठिनाई के कारण थी। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि भविष्य में वास्तव में विश्वसनीय संख्या प्राप्त करने के लिए, दुनिया को बेहतर संदर्भ सामग्री (रेफरेंस मटेरियल) की आवश्यकता है—प्लास्टिक के ऐसे मानकीकृत नमूने जिनमें कणों की ज्ञात संख्या हो—जो सभी प्रयोगशालाओं के लिए एक पैमाने (रूलर) के रूप में कार्य कर सकें। तब तक, यह कार्य एक ठोस आधार प्रदान करता है, जो यह सिद्ध करता है कि हम इन छिपे हुए कणों को धरती से बाहर निकाल सकते हैं और प्रदूषण के पैमाने को समझ सकते हैं, एक सावधानीपूर्वक मापे गए स्कूप के माध्यम से।
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