مقالة منهجية

أخذ عينات وتحديد اللدائن الدقيقة في المياه الجوفية

2.4K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/68652

⸱

نوفمبر 7, 2025

 ,  ,  , 
1National Institute of Biology, 2Geological Survey of Slovenia, Groundwater - Hydrogeology, 3Institute for Water of the Republic of Slovenia, Sector for Marine Waters

في هذه المقالة

ملخص

هنا ، نقدم وصفا تفصيليا لأخذ عينات المياه الجوفية من بئر لتحليل اللدائن الدقيقة باستخدام نظام أخذ العينات الحاصل على براءة اختراع تم تطويره لهذا الغرض. يوضح البروتوكول بالتفصيل طرق أخذ عينات من اللدائن الدقيقة من الآبار ، بالإضافة إلى فصل اللدائن الدقيقة وتحديدها كيميائيا.

الملخص

لا يزال تلوث اللدائن الدقيقة في المياه الجوفية أقل من المبلغ عنه بشكل كبير في الأدبيات العلمية. تقدم هذه الورقة بروتوكولا شاملا يحدد منهجية أخذ عينات من المياه الجوفية من الآبار ، بالإضافة إلى خطوات فصل اللدائن الدقيقة وتحليلها. يوفر وصفا شاملا لنظام أخذ عينات الترشيح المصمم خصيصا لهذا الغرض ، جنبا إلى جنب مع إجراء أخذ العينات التفصيلي. بالإضافة إلى ذلك ، يقدم التحليل المختبري لجزيئات البلاستيك الدقيق ، بما في ذلك توصيفها بناء على الحجم والشكل واللون والشفافية والتركيب الكيميائي باستخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (ATR-FTIR) والتحليل الطيفي الدقيق FTIR. تتم مناقشة العوامل التي يمكن أن تؤثر على النتائج ، ويتم إيلاء اهتمام خاص لمنع تلوث العينات. تأخذ المنهجية الموصوفة في الاعتبار أيضا متطلبات مرفق قرار المفوضين المفوضين (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 الصادر في 11 مارس 2024 ، المكمل للتوجيه (الاتحاد الأوروبي) 2020/2184 الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس. يهدف هذا البروتوكول المكتوب الشامل ، مصحوبا بإرشادات بالفيديو ، إلى دعم تطوير منهجية متزامنة لمراقبة اللدائن الدقيقة في المياه الجوفية أو مياه الشرب. سيكون هذا المورد موضع اهتمام الباحثين في مجال اللدائن الدقيقة في جميع أنحاء العالم.

المقدمة

في السنوات الأخيرة ، تم تحديد اللدائن الدقيقة (MPs) على أنها ملوث بيئي مهم. نظرا لقدرتهم على دخول الغلاف الجوي ، فإن النواب هم جزء من دورة المياه1. الترسيب في الغلاف الجوي والجريان السطحي هما المساران الرئيسيتان اللتان يدخل من خلالها النواب إلى المياه السطحية2. تنشأ النوابس من مصادر أرضية ومائية مختلفة ، حيث تساهم المصادر الأرضية بنسبة 80٪ من الكمية الإجمالية3. عند دخول النظم البيئية المائية ، يتم نقل غالبية النواب الأرضيين إلى المحيطات عبر الأنهار. يستمر النواب الباقون في بيئات المياه العذبة ، حيث تتميز المياه السطحية في المناطق المكتظة بالسكان والحضرية - التي تتميز بأوقات بقاء طويلة في المياه وتأثير بشري كبير - تظهر مستويات أعلى من تلوث MP. يمكن أن تتصل المياه السطحية أيضا بالمياه الجوفية في مجاري الأنهار والسهول الفيضية والأراضي الرطبة والينابيع4.

على الرغم من أن الأبحاث التي أجريت في موائل المياه العذبة شكلت أقل من 4٪ من الأدبيات المتاحة في عام 20185 ، إلا أن الاعتراف المتزايد بالحاجة إلى فهم أفضل لمصادر MP في البيئات المائية أدى منذ ذلك الحين إلى زيادة ملحوظة في الدراسات التي تركز على أنظمة المياه العذبة6. في حين أن عدد الدراسات حول المياه الجوفية لا يزال محدودا ، فقد تم توثيق الأدلة على وجود نواب في المياه الجوفية بشكل جيد. نظرا لأن المياه الجوفية هي أهم مصدر للمياه العذبة في العالم ، حيث توفر لأكثر من ملياري شخص إمكانية الوصول إلى مياه الشرب الآمنة والمياه للاستخدام المنزلي والزراعي والصناعي، فإن وجود النواب في المياه الجوفية يثير تساؤلات جديدة حول سلامة المياه الجوفيةفي القرن الحادي والعشرين8.

يمكن أن تكون المصادر الأرضية للنواب متنوعة للغاية ، حيث يمثل النواب الليفي الناتج عن غسل المنسوجات ما يقرب من 35٪ من النواب المكتشفين في الأنظمة المائية9. تشمل المصادر المهمة الأخرى لأنواع مختلفة من النواب في البيئة منتجات العناية الشخصية ومستحضرات التجميل ، والإطارات ، والأفلام البلاستيكية الزراعية ، والعشب الصناعي وطلاء الطرق ، ومدافن النفايات ، والبلاستيك الذي يتم التخلص منه بشكل غير صحيح ، والتعبئة ، وملوثات صناعة البناء9،10.

نظرا لمصادرهم المختلفة العديدة ، يمكن أن يختلف النواب اختلافا كبيرا من حيث تركيبهم الكيميائي ولونهم وشكلهم وكثافتهم وحجمهموخصائصهم الأخرى. يصنف المعيار الدولي ISO 24187: 2023 أعضاء البرلمان إلى فئتين: 1) "اللدائن الدقيقة الكبيرة": جزيئات بلاستيكية صلبة غير قابلة للذوبان في الماء بأحجام تتراوح بين 1 مم و 5 مم ، و 2) "اللدائن الدقيقة": أي جزيئات بلاستيكية صلبة غير قابلة للذوبان في الماء بأحجام تتراوح بين 1 ميكرومتر و 1 مم. تعتبر الجسيمات الأصغر من 1 ميكرومتر جسيمات نانوية12. مواد البوليمر الأكثر شيوعا في شكل MPs هي البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP) ، كمواد البوليمر الأكثر إنتاجا13.

يمكن نقل MPS إلى المياه الجوفية من التربة والرواسب ، من خلال التفاعلات مع المياه السطحية ومياه البحر ، ومن خلال عمليات إعادة التغذية / التصريف. خلال هذه العمليات ، يمكن نقل النواب من وإلى المياه الجوفية14. تعمل منطقة نقص الرطوبة (HZ) كواجهة مهمة للتبادل بين النهر ونظام المياه الجوفية الضحلة15. يتأثر انتقال MPS عبر HZ بخصائص الجسيمات المختلفة (الحجم والشكل وتكوين المواد) ، بالإضافة إلى بعض العوامل الهيدرولوجية والجيوكيميائية ، بما في ذلك مورفولوجيا مجرى النهر واضطراب التدفق15. تعد العلاقة بين قطر المسام وحجم MP عاملا حاسما آخر في هذه العمليات16 ، حيث يتحرك MPs ذوو الأبعاد الأصغر بسهولة أكبر عبر مساحة المسام من السطح إلى الطبقات تحت السطحية15،16.

يمكن للنواب دخول المياه الجوفية عبر المنطقة غير المشبعة17. تمثل المنطقة غير المشبعة رابطا مهما بين سطح الأرض والمياه الجوفية18. تعتمد عمليات نقل النواب والاحتفاظ بهم في المنطقة غير المشبعة على خصائص الجسيمات وخصائص التربة والعوامل البيئية17،19،20. يمكن أن تؤثر كائنات التربة مثل ديدان الأرض والكوليمبولان والعث على نقل MPS من سطح التربة إلى الطبقات العميقة من خلال آليات مختلفة مثل الإزاحة والابتلاع والابتلاع والالتزام21،22. يمكن أن تؤثر اللافقاريات بشكل غير مباشر على نقل اللدائن الدقيقة عن طريق تكوين مسام كبيرة في التربة ، والتي تعمل كمسارات لحركة اللدائن الدقيقة من خلال الترشيح21.

الشاغل الرئيسي فيما يتعلق بوجود النواب في المياه الجوفية هو ثباتها المرتبط بمساحة السطح الكبيرة ، وعمليات التدهور الأقل صداقة للبيئة (مما يؤدي إلى تكوين جزيئات دقيقة وحتى نانوية) ، وكراهية الماء القوية17. يتسبب استمرارها في خطر محتمل للتأثير على جودة المياه الجوفية من منظور كيميائي وبيولوجي. يمكن للنواب أن يلوثوا المياه الجوفية كيميائيا عن طريق ترشيح المونومرات والمواد المضافة غير المرتبطة ، بالإضافة إلى المواد الكيميائية الممتصة من البيئة (على سبيل المثال ، الملوثات العضوية الثابتة الكارهة للماء)23. يمكن أن يكون النواب أيضا بمثابة ركيزة لتكوين الأغشية الحيوية والتأثير على علم الأحياء الدقيقة للمياه الجوفية. قد تحتوي الأغشية الحيوية الموجودة على النواب أيضا على كائنات دقيقة ومسببات أمراض تعيش بحرية23. إذا تم تناولها ، فإن الجسيمات نفسها تمثل خطرا جسديا. كلما كان حجم الجسيمات أصغر ، زادت احتمالية امتصاصها في الخلايا أو عبور الحواجز البيولوجية للكائنات الحية23.

يتم التعرف بشكل متزايد على البحث في النواب في المياه الجوفية على أنه أمر بالغ الأهمية بسبب المخاطر المحتملة التي يشكلها النواب على صحة الإنسان. وبالتالي ، دخل توجيه مياه الشرب المنقح لقياس أعضاء البرلمان حيز التنفيذ في يناير 2021. كانت الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي ملزمة بنقل التوجيه إلى قانون وطني وضمان الامتثال لأحكامه بحلول 12 يناير 2023. ومع ذلك، فإن عدد الدراسات التي أجريت على النواب حتى الآن لا يزال محدودا. لا يوجد حاليا إجراء قياسي لأخذ عينات وتحليل أعضاء البرلمان في المياه الجوفية. يصعب مقارنة الدراسات التي تقيم حدوث MPs في المياه الجوفية لأنها تستخدم مناهج مختلفة لأخذ العينات والتحليل. لذلك ، سلطت الدراسات الحديثة الضوء على الحاجة الملحة لتوحيد بروتوكولات أخذ العينات وتحليلها من أجل ضمان جمع عينات عالية الجودة والحصول على نتائج قابلة للمقارنة12 ، 17 ، 24 ، 25.

يعد أخذ العينات القائم على الترشيح وأخذ العينات طريقتين شائعتين الاستخدام لجمع عينات المياه الجوفية في دراسات MP حتى الآن. يتضمن الترشيح تمرير الماء عبر مرشحات شبكية ، إما خراطيش الفولاذ المقاوم للصدأ26 أو المناخل27 ، في الحقل لالتقاط جزيئات MP. يتمثل العيب الرئيسي لاستخدام الخراطيش والمناخل في صعوبة تنظيفها تماما من الجسيمات المتبقية ، مما يضر بالقدرة على ضمان تحليل كامل للعينة ويزيد من خطر التلوث المتبادل. أخذ العينات ، الذي يستخدم بشكل متكرر في العديد من الدراسات28،29،30 ، هو نهج أبسط حيث يتم جمع المياه مباشرة باستخدام زجاجات أو حاويات دون معالجة مسبقة. على الرغم من أنها مناسبة للدراسات الاستكشافية ، إلا أن أخذ العينات لا يعكس بدقة تركيزات MP بسبب أحجام العينات الصغيرة.

تقدم هذه الدراسة نظاما مطورا حديثا لأخذ عينات MPs في المياه الجوفية (الشكل 1) ، بناء على الترشيح الميداني باستخدام المرشحات المتاحة تجاريا بأحجام المسام القابلة للتخصيص. يتيح النظام الترشيح المتزامن لعينات متعددة ويدعم الترشيح المتتالي. تم تصميمه كإعداد مغلق بالكامل ، وهو يمنع بشكل فعال التلوث البيئي للعينات. يتم توفير بروتوكول مفصل لأخذ العينات ، مصحوبا بإرشادات فيديو ، إلى جانب إجراءات التحليل اللاحق للتركيب الكيميائي والخصائص الأخرى للنواب المكتشفين. يهدف النظام إلى تعزيز جودة واتساق وقابلية المقارنة للبحوث المستقبلية في هذا المجال.

البروتوكول

1. تحضير البئر لأخذ العينات

ملاحظة: لمنع التلوث في الحقل ، احتفظ بنظام الترشيح مغلقا إلا عند إدخال المرشحات أو أخذ العينات. تجنب استخدام الأدوات والحاويات البلاستيكية. تجنب الملابس الاصطناعية (مثل الصوف) ؛ ارتد معطف مختبر قطني أبيض.

  1. افتح البئر وقم بإزالة أي عينات ، إن وجدت. قم بقياس مستوى المياه الجوفية باستخدام مقياس مستوى المياه.
  2. سجل إحداثيات GPS للبئر وتاريخ أخذ العينات ومستوى المياه وتفاصيل أخذ العينات الأخرى في ورقة البيانات (الجدول 1).

2. إعداد معدات أخذ العينات

  1. قم بتجميع المضخة الغاطسة وخفضها بعناية في البئر إلى العمق المطلوب. تأكد من وضع مدخل المضخة على ارتفاع 1 متر تقريبا فوق الجزء العلوي من شاشة المرشح لمنع امتصاص الرواسب والحفاظ على التدفق الأمثل للمياه.
    ملاحظة: أثناء التثبيت ، تعامل مع المضخة بعناية لمنع تلف الأسلاك أو المكونات الميكانيكية.
  2. قم بإعداد نظام التصفية بدون شاشات وفلاتر دعم المرشح وضعه أفقيا.
  3. أغلق الصمام الرئيسي وافتح الصمام الجانبي.
  4. قم بتوصيل خرطوم إمداد المياه.

3. تنظيف البئر

  1. ابدأ تشغيل المضخة الغاطسة واترك الماء يتدفق عبر الممر الجانبي لتنظيف البئر. ضخ ما لا يقل عن 3 أضعاف حجم المياه الموجودة في البئر أو استمر في الضخ حتى تستقر المعلمات الفيزيائية والكيميائية ، لضمان أخذ عينات من المياه الجوفية العذبة.

4. تنظيف نظام الترشيح قبل أخذ العينات

  1. افتح صمامات فروع أخذ العينات والصمام الرئيسي لنظام الترشيح. بعد ذلك ، أغلق الصمام الجانبي.
    ملاحظة: اسمح للمياه بالتدفق عبر نظام الترشيح لفترة كافية لضمان التنظيف الفعال ، والذي قد يعتمد على معدل الضخ. أثناء عملية التنظيف ، يجب إزالة شاشات دعم المرشح والمرشحات.

5. إدخال المرشحات

  1. افتح الصمام الجانبي أولا ثم أغلق الصمام الرئيسي.
  2. افتح حجرة المرشح وتأكد من نظافة غرف الترشيح. اشطفيه بالماء فائق النقاء ، إذا لزم الأمر.
  3. أدخل شاشة دعم المرشح.
  4. اشطف الفلتر بحجم المسام المطلوب بالماء فائق النقاء وضعه على شاشة دعم الفلتر.
  5. أغلق حجرة الفلتر.
  6. كرر العملية لجميع الفروع.
    ملاحظة: يمكن إدخال العديد من المرشحات ذات أحجام المسام المتناقصة بالتتابع للترشيح المتتالي. يمكن تركيب غرف ترشيح إضافية مع مرشحات من نفس أحجام المسام مثل مرشحات أخذ العينات لاحقا. هذا مطلوب بموجب مرفق القرار المفوض المفوض (EU) 2024/1441 الصادر في 11 مارس 2024 ، المكمل للتوجيه (EU) 2020/2184 الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس لأخذ عينات من النواب في مياه الشرب ، والذي ينص على استخدام مرشحات 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر متبوعة بمجموعة أخرى من مرشحات 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر (كفراغات لأغراض مراقبة الجودة).

6. جمع العينات

  1. اقرأ عداد المياه وقم بتسجيله أو أعد ضبطه إلى الصفر.
  2. افتح الصمام الرئيسي ، وأغلق الصمام الجانبي ، وحدد وقت بدء أخذ العينات.
  3. راقب مقياس الضغط أثناء أخذ العينات للتأكد من أن الضغط لا يتجاوز أربعة أشرطة لتجنب إتلاف المعدات وتقليل تجزئة MP.
  4. توقف عن أخذ العينات عند تصفية حجم المياه المخطط له أو عندما تبدأ المرشحات في الانسداد، يشار إليه بزيادة الضغط أو انخفاض التدفق بشكل كبير.
  5. لإيقاف أخذ العينات، افتح الصمام الجانبي أولا ثم أغلق الصمام الرئيسي والصمامات الموجودة على فروع الترشيح.
  6. قم بإيقاف تشغيل المضخة.
  7. سجل الوقت والقراءات النهائية من عداد المياه.
    ملاحظة: للحصول على عينة تمثيلية من المياه الجوفية عند نقطة أخذ العينات، يوصى بأخذ عينات من كميات أكبر من المياه، على سبيل المثال، 1 متر3 على الأقل / تكرار.
    من الضروري مراقبة نظام أخذ العينات بالكامل باستمرار ، وخاصة عداد المياه ومقياس الضغط ، طوال عملية أخذ العينات. تشير زيادة الضغط مصحوبة بانخفاض في تدفق المياه إلى أن المرشح بدأ في الانسداد. عند حدوث ذلك ، ينصح بإيقاف النظام واستبدال المرشحات المستخدمة بأخرى جديدة. من خلال جمع العينة عبر مرشحات متعددة بهذه الطريقة ، لا يزال من الممكن تحقيق الحجم المطلوب من المياه المفلترة بكفاءة.

7. جمع المرشحات

  1. اشطف طبق بتري زجاجي بالماء فائق النقاء.
  2. افتح حجرة المرشح وانقل الفلتر بعناية في وضع أفقي إلى طبق بتري نظيف.
  3. أغلق طبق بتري بغشاء مانع للتسرب وقم بتسميته باسم العينة وتاريخ أخذ العينات.
  4. كرر هذا الإجراء لجميع غرف الترشيح (الشكل 2).
  5. بعد جمع العينة ، قم بتفكيك النظام. اشطف النظام دائما بالماء العذب وجففه قبل التخزين.
    ملاحظة: بدلا من ذلك ، قم بتخزين مكون غرفة الترشيح بالكامل لنظام الترشيح لمزيد من المعالجة في المختبر.

8. فصل اللدائن الدقيقة عن العينات

ملاحظة: لمنع التلوث في المختبر ، قبل البدء في تحليل العينات ، تأكد من تنظيف المختبر من الغبار ، وأغلق النافذة ، واستخدم مكيف الهواء بفلتر HEPA. تجنب استخدام الأدوات والحاويات البلاستيكية. يجب شطف الأواني الزجاجية بالماء فائق النقاء وفحصها تحت المجهر قبل الاستخدام. استخدم ملابس غير اصطناعية. ارتد معطفا من القطن الأبيض لتقليل التلوث.

ملاحظة: يجب أن يكون المجهر المجسم مزودا بكاميرا وبرنامج تحليل الصور الذي يتيح القياس الدقيق لحجم الجسيمات.

  1. قم بإزالة فيلم الختم وافتح طبق بتري.
  2. انقل طبق بتري تحت المجهر المجسم بتكبير 30x على الأقل وابحث عن الجسيمات البلاستيكية المحتملة ، مع التركيز على خصائص مثل اللون والشكل والميزات المرئية الأخرى.
  3. انقل كل جسيم يبدو أنه بلاستيكي ، والتقط صورة ، وقم بقياس حجمه. قم بتقييم الخصائص التالية لكل جسيم MP: الحجم (الجسيمات: feretmax أو القطر المكافئ للمساحة ؛ الألياف: العرض والطول) ، الشكل (الجسيمات: جزء ، فيلم ، رغوة ، حبيبات ، حبيبات ؛ ألياف) ، لون ، وتركيب كيميائي (المنهجية موصوفة أدناه) (الشكل 3).
    ملاحظة: ضع في اعتبارك أنه يمكن التعرف على بعض النواب بسهولة من خلال لونهم وشكلهم ، بينما قد يكون البعض الآخر أكثر صعوبة.
    تم وصف المعلمات الرئيسية لتحديد MP في بروتوكول أخذ عينات MP على سطح البحر وتحليل العينة26. يمكن أن يكون الضوء المستقطب مفيدا جدا في فصل MP عن الرواسب والجزيئات العضوية. عند عزل النواب المحتملين عن العينات ، اختر نهجا محافظا عن طريق اختيار جسيمات أكثر بدلا من عدد أقل للتحليل التفصيلي.

9. التحديد الكيميائي للبلاستيك الدقيق

ملاحظة: يمكن إجراء التحليل الكيميائي للMP المحتمل للMPs الكبيرة (1-5 مم) باستخدام ATR-FTIR وللMP الصغير (<1 مم) باستخدام micro-FTIR. طرق بديلة ، مثل التحليل الطيفي رامان ، ممكنة أيضا.
يجب أن يدعم برنامج أداة FTIR التحكم الدقيق في معلمات القياس والحصول على البيانات الطيفية في الوقت الفعلي ، جنبا إلى جنب مع أدوات المعالجة المتقدمة مثل تصحيح الخلفية والتنعيم. يجب أن تتضمن مكتبة بوليمر شاملة وتمكين التحديد الموثوق للمواد من خلال مقارنة المكتبة الطيفية لدعم التحليل الدقيق للجسيمات البلاستيكية الدقيقة في العينات البيئية ، لا سيما في المصفوفات المعقدة مثل المياه الجوفية.

  1. التحليل الطيفي ATR-FTIR
    1. قبل البدء في التحليل ، قم بتنظيف بلورة ATR وكواغ العينات جيدا باستخدام 70٪ كحول وقطعة قماش خالية من النسالة.
    2. قم بتكوين إعدادات القياس إلى 16 عملية مسح ضوئي عادة برقم موجي يتراوح من 4000 إلى 450 سم -1 ودقة 4 سم -1. ثم اجمع طيف الخلفية. ضع الجسيمات واحدة تلو الأخرى على بلورة ATR ، واضغط ، وابدأ القياسات.
    3. قم بمطابقة أطياف الأشعة تحت الحمراء المكتسبة مع تلك الموجودة في المكتبات المرجعية لتأكيد الجسيمات على أنها MP. عادة ما يعتبر ارتباط 70٪ مع أطياف المكتبة كافيا للتحديد الإيجابي (الشكل 4).
    4. تصدير البيانات التي تم الحصول عليها لمزيد من التحليل وإعداد التقارير.
  2. التحليل الطيفي Micro-FTIR
    1. تأكد من تنظيف جميع الأجزاء ذات الصلة من الأداة ، مثل المسرح ، بالكحول وقطعة قماش خالية من النسالة ، قبل التحليل.
    2. إذا لم يتم أخذ العينات مباشرة على سطح مناسب لوضع القياس المحدد ، مثل ATR أو الانعكاس ، فضع جزيئات البلاستيك المحتملة على سطح عاكس مناسب ، مثل الأغشية المطلية بالذهب أو الألومنيوم أو شرائح المجهر.
    3. حدد إعدادات القياس للجلسة، بما في ذلك عدد عمليات المسح والنطاق الطيفي والدقة واسم الجلسة. حدد موقع العينة والتقط صورة فسيفساء للمنطقة التي توجد فيها جميع الجسيمات.
    4. لقياسات الانعكاس ، قم أولا بقياس الخلفية قبل قياس أطياف الأشعة تحت الحمراء للجزيئات البلاستيكية المحتملة.
    5. حدد وحدد النقاط التي سيتم فيها قياس أطياف الأشعة تحت الحمراء للجسيمات المحددة. إذا لزم الأمر، حدد نقاط متعددة على كل جسيم. بعد تحديد جميع النقاط ، ابدأ القياس.
      ملاحظة: من الممكن أيضا الحصول على صور الأشعة تحت الحمراء لمناطق اهتمام أكبر ، خاصة إذا تم جمع العينة مباشرة على سطح قياس مناسب بالأشعة تحت الحمراء.
    6. قارن أطياف الأشعة تحت الحمراء التي تم جمعها مع تلك الموجودة في المكتبات المرجعية. اختر قيمة عتبة لإثبات وجود النواب. عادة ما تكون مطابقة 70٪ كافية لتحديد الهوية الإيجابية.
    7. تصدير البيانات التي تم الحصول عليها لمزيد من التحليل وإعداد التقارير.

النتائج

النتائج الأولى لهذا البروتوكول هي قاعدة بيانات جميع النواب الموجودة في كل عينة (الجدول 2) ، والتي يمكن استخدامها لمزيد من التحليل لكمية MP وخصائصها (اللون والحجم والشكل في تكوين المادة).

الهدف الأساسي من أخذ عينات MP وتحليل العينة هو تحديد كمية جزيئات MP لكل عينة (الشكل 5). يمكن لاحقا تطبيع هذه البيانات لكل متر مكعب (م3). صيغة التطبيع هي كما يلي:
جسيمات MP لكل م3 لكل عينة = N / V

أين:
N = مجموع جسيمات MP لكل عينة
V = حجم العينة (م3)

figure-results-1
الشكل 1: تخطيطي لنظام أخذ العينات المستخدم في البروتوكول. يتكون نظام أخذ العينات من أنبوب مدخل بثلاثة أرجل ، حيث يتم ترتيب ساق واحدة للاتصال بمضخة ، ويتم ترتيب ساق ثانية للاتصال بوحدة توزيع ، ويتم ترتيب ساق ثالثة لضمان تجاوز المياه بعد وحدات أخذ العينات. تحتوي وحدة التوزيع على أربعة فروع مرتبة بشكل متماثل للاتصال بوحدة أخذ العينات المقابلة ، حيث يتم تثبيت جهاز قياس الضغط في وسط وحدة التوزيع. يتم تزويد كل وحدة أخذ عينات بصمام وثلاثة حاملات مرشح ومقياس تدفق مثبت في اتجاه مجرى حامل المرشح لمنع تلوث العينة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: مثال على المرشحات بعد 1 م3 من المياه الجوفية التي تم أخذ عينات منها. اليسار: مرشح شبكة نايلون بحجم مسام 100 ميكرومتر ، يمين: مرشح صافي نايلون بحجم مسام 20 ميكرومتر. يمكن أن تختلف المرشحات في كمية الرواسب والجزيئات العضوية ، اعتمادا على موقع أخذ العينات. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: أمثلة على الجسيمات التمثيلية ذات الأشكال المختلفة. (أ) الشظايا. (ب) الألياف. تظهر أشرطة المقياس في الصور. يمكن أن تكون الجسيمات بألوان وأشكال وأحجام مختلفة. يقاس حجم الشظايا بقطر النمس أو القطر المكافئ للمساحة ، بينما تقاس الألياف بطولها وعرضها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: أمثلة على الأطياف المقاسة على جسيم محدد بقمم وأطوالها الموجية [cm-1] ، مقارنة بمكتبة طيفية. وينبغي أن يظهر طيف العينة ارتباطا بنسبة ٪70 على الأقل مع الأطياف المرجعية في المكتبة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5
الشكل 5: أمثلة على نتائج عدد اللدائن الدقيقة لكل م3 لكل موقع أخذ العينات. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الموقع: بئر 1التاريخ: 1 أبريلالباحث (الباحثون): باحث 1 ، باحث 2 ، باحث 3
إحداثيات GPS: 46.056946 N 14.505751 E
المشروع: أخذ عينات المياه الجوفية
أحوال الطقس: مشمس
درجة الحرارة (درجة مئوية): 20
العينات
معرف العينةغيغاواط1.1غيغاواط1.2غيغاواط1.3غيغاواط1.4
موقف الترشيح1234
نوع الفلترنايلون - 100 ميكرومتر ، 20 ميكرومترنايلون - 100 ميكرومتر ، 20 ميكرومترنايلون - 100 ميكرومتر ، 20 ميكرومترنايلون - 100 ميكرومتر ، 20 ميكرومتر
عمق أخذ العينات (م)25252525
وقت البدء10.0010.0010.0010.00
عداد المياه START (م3)437.4199
وقت الانتهاء10.45
عداد المياه END (م3)438.421
حجم المياه المأخوذة من عينات (م3)1.001
آخر

الجدول 1: أمثلة على ورقة بيانات أخذ العينات ، بما في ذلك المعلمات مثل الموقع والتاريخ والظروف البيئية والبيانات المتعلقة بتنقية المياه.

مكانعينةمعرف الجسيماتشكلالحجم (مم)لونالتركيب الكيميائيالنسبة المئوية للمطابقةالبوليمرات ذات الأولويةماعونطيفآخر
بئر 1Borehole1_1_202422041جسيم0.54أسودبولي تترافلورو إيثيلين80.2PTFEالطيف الثانيأبج1111
بئر 1Borehole1_1_202422042الليف0.98أزرقالبولي إيثيلين تيرافالات91.9الحيوانات الاليفهرعنة تيرأبج1112
بئر 1Borehole1_2_202422041الليف1.54أزرقمادة البولي أميد75.0ابيرعنة تيرأبج1113
بئر 1Borehole1_2_202422042الليف2.87أحمرالبولي إيثيلين تيرافالات98.0الحيوانات الاليفهرعنة تيرأبج1114
بئر 1Borehole1_2_202422043الليف3.04أحمرالبولي إيثيلين تيرافالات71.3الحيوانات الاليفهرعنة تيرأبج1115
بئر 1Borehole1_2_202422044الليف1.27أزرقالبولي إيثيلين تيرافالات83.6الحيوانات الاليفهرعنة تيرأبج1116
بئر 1Borehole1_3_202422041جسيم1.93أبيضالبولي اثيلين85.3PEالطيف الثانيأبج1117
بئر 1Borehole1_3_202422042جسيم0.96أزرقالبولي اثيلين89.4PEالطيف الثانيأبج1118
بئر 1Borehole1_3_202422043الليف0.54أزرقمادة البولي أميد73.2ابيرعنة تيرأبج1119

الجدول 2: مثال على قاعدة بيانات لجميع جزيئات البلاستيك الدقيق المعزولة لكل أخذ عينات ، بما في ذلك معلمات مثل الشكل والحجم واللون والمواد لكل جسيم.

المناقشة

يتبع التحليل المختبري للنواب في هذا البروتوكول مرفق قرار المفوض المفوض (EU) 2024/1441 الصادر في 11 مارس 2024 ، المكمل للتوجيه (EU) 2020/2184 الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس من خلال وضع منهجية لقياس النواب في المياه الموجهة للاستهلاك البشري (مرفق قرار المفوض المفوض (EU) 2024/1441) والتوجيهات بشأن مراقبة القمامة البحرية في البحار الأوروبية31 تم تطويره لتنفيذ التوجيه الإطاري للاستراتيجية البحرية (MSFD). عند الانتهاء من هذا البروتوكول ، يتم توثيق كل جسيم MP أو ألياف بمعرفها الخاص بصورة وأطياف وجميع الخصائص المكتسبة. يتم وصف كل جسيم MP من حيث شكله وحجمه ولونه وشفافيته وتركيبه الكيميائي (نوع البوليمر).

وفقا لملحق قرار المفوض المفوض (EU) 2024/1441 ، ينقسم النواب إلى نوعين من الأشكال: الجسيمات والألياف. يمكن تصنيف الجسيمات إلى شظايا وأغشية ورغوة وكريات وحبيبات. يستخدم هذا التصنيف في مراقبة النواب لمنظمة أطباء بلا حدود (MSFD). تم وصف التمييز بين الأنواع المختلفة من أشكال MPS في إرشادات MSFD31 وبروتوكول الفيديو لأخذ عينات MP على سطح البحر32. يتم قياس حجم كل جسيم على أنه الحد الأقصى لقطر النمس31 أو القطر المكافئ للمساحة (ملحق القرار المفوض للمفوضية (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441) ، بينما يتم تسجيل أبعاد الألياف من حيث طولها وعرضها31. على الرغم من أن اللون والشفافية غير مدرجين في البيانات التي تم الحصول عليها وفقا لمرفق قرار المفوض المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 ، إلا أنها مدرجة في قائمة ممتلكات النواب التي تم جمعها لمنظمة أطباء بلا فد. وترد التصنيفات في الجدولين 7-3 و7-4 من المبادئ التوجيهيةرقم 31 لمنظمة أطباء بلا حدود على التوالي.

واستنادا إلى نتيجة البحث عن الطيف في مكتبة الطيف، تصنف جسيمات MP في إحدى مجموعات البوليمر ذات الأولوية المدرجة في ملحق قرار اللجنة المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 القسم 1، النقطتين (14) و(15)، أو تصنف كمواد أخرى بموجب النقطة (15) من القسم 1. يجب تحليل التركيب الكيميائي للألياف فقط إذا كانت أبعادها وقدرات الأداة تسمح بالتحديد الإيجابي لنوع البوليمر ؛ خلاف ذلك ، يجب الإشارة إليها على أنها ألياف مجهولة الهوية.

يقتصر رصد النواب في المياه الجوفية على عدد صغير من الدراسات البحثية بمنهجيات مختلفة قد تؤثر على النتائج النهائية14. تشمل العوامل الرئيسية: 1) التنظيف قبل أخذ العينات ، 2) نوع المضخة ، 3) نظام الترشيح ، 4) مواد الترشيح وحجم المسام ، 5) حجم أخذ العينات ، 6) معالجة العينة ، 7) كشف النواب وتقديرهم الكمي ، و 8) مراقبة الجودة. تتم مناقشة هذه العوامل وخصائصها بمزيد من التفصيل أدناه.

في معظم الدراسات الحالية ، لم يتم ذكر الضخ المسبق (التنظيف) قبل أخذ العينات. ولكن يجب أيضا توفير معلومات حول هذا الموضوع33 ، لأن التطهير له تأثير كبير على تركيز النواب28. يتضمن بروتوكولنا الضخ المسبق ، حيث أن هذه العملية ضرورية لأخذ عينات من المياه الجوفية العذبة من طبقة المياه الجوفية بدلا من المياه الراكدة المتراكمة في البئر. لتنظيف البئر بشكل فعال ، من الضروري ضخ 2-3 أضعاف حجم البئر أو الاستمرار حتى تستقر المعلمات الفيزيائية والكيميائية للمياه14. يجب جمع عينة الماء على ارتفاع 1 متر تقريبا فوق الجزء العلوي من شاشة المرشح لمنع امتصاص الرواسب وضمان العينة المتجانسة.

يتطلب جمع عينات المياه الجوفية من الآبار استخدام مضخة. يتأثر معدل التدفق بشدة بعمق أخذ العينات ونوع المضخة المستخدمة وحالة البئر ، والتي ترتبط ارتباطا وثيقا بخصائص المياه الخاصة بالموقع - مثل محتوى الرواسب - بالإضافة إلى الظروف الجوية السائدة والحديثة في وقت أخذ العينات.

عادة ما تحتوي معظم المضخات على أجزاء بلاستيكية يمكن أن تلوث العينات ، ومع ذلك لا تحدد معظم الدراسات نوع المضخة المستخدمة. يوصى باستخدام مضخات بجميع المكونات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. إذا لم يكن ذلك ممكنا ، فيجب تحديد المواد من حيث تركيبها الكيميائي باستخدام تحليل FTIR. يجب تضمين أطياف المواد المستخدمة في المكتبة ، ويجب مقارنة الجسيمات من العينات معها لحساب التلوث المحتمل.

بالنسبة للمضخات المجهزة بالدفاعات ، قد تتلف جزيئات MP الأكبر حجما أو حتى تجزئة أثناء مرورها عبر المضخة. لتجنب المبالغة في تقدير وجود النواب ، من الضروري تقييم ما إذا كانت مضخة أخذ العينات تساهم في تجزئة جزيئات البلاستيك. يمكن اختبار ذلك عن طريق إدخال عدد معروف من جزيئات MP المميزة جيدا في المياه التي تم تنظيفها مسبقا وضخها عبر نظام الترشيح. بعد الضخ ، يجب إعادة توصيف الجسيمات لتحديد ما إذا كانت هناك أي تغييرات فيزيائية - مثل التجزئة أو تغيير السطح. تساعد خطوة التحقق من الصحة هذه على ضمان أن عملية أخذ العينات لا تزيد بشكل مصطنع من عدد الميجابكسل بسبب التدهور الميكانيكي.

لتوفير كمية كبيرة من المياه المأخوذة من العينات ، من الضروري وجود نظام ترشيح مناسب للاستخدام في الحقل. في بروتوكولنا ، لتجنب التلوث ، فإن نظام الترشيح (نظام أخذ العينات حاصل على براءة اختراع بموجب SLO-P-202300155 وهو براءة اختراع معلقة EPO-EP24217168.4) مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ مع جميع مكوناته ملحومة ولا يشمل التفلون (PTFE) أو أي شريط عازل آخر مصنوع من مواد بلاستيكية. نظرا لأن المرشحات يمكن أن تسد بسرعة كبيرة ، يتم تضمين الترشيح المتتالي كخيار ، والذي يمكن أن يسمح أيضا بالتوزيع المباشر للجسيمات في فئات الحجم المطلوبة. عادة ، يتم استخدام مرشحات بأحجام مسام 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر أو 10 ميكرومتر. يمكن إضافة مرشحات إضافية لمعالجة مشكلات الانسداد المحتملة (على سبيل المثال ، مرشح إضافي بمسام تتراوح بين 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر). يوصي ملحق قرار المفوض المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 بالترشيح المتتالي بأربع مراحل: يحتوي المرشح الأول على مسام 100 ميكرومتر ، والثاني 20 ميكرومتر ، والثالث 100 ميكرومتر ، والرابع 20 ميكرومتر. يتم استخدام المرشحين الأولين لتحليل MPS ، ويستخدم المرشحان الثالث والرابع لتقييم مستويات تلوث MPS (مراقبة جودة أخذ العينات) وللتأكد من أن جميع الجسيمات قد تم تصفيتها بواسطة الأولين.

يجب تثبيت مقياس التدفق (خاصة إذا كان ميكانيكيا) بعد سلسلة المرشحات لأخذ العينات لقياس حجم المياه التي تم أخذ عينات منها بدقة. أثناء أخذ العينات ، من الضروري مراقبة ضغط النظام. إذا تجاوز الضغط 4 بارات ، فهذا يشير إلى انسداد المرشح ، ويجب إيقاف تشغيل النظام على الفور لمنع تلف الفلتر أو النظام. لتجنب تجزئة إضافية للنواب ، يجب إجراء أخذ العينات بأقل ضغط ممكن.

كما ذكرنا ، يقترح قرار المفوض المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 استخدام مرشحات 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر. في هذه الدراسة ، تم استخدام مرشحات النايلون. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، من الضروري جمع جزيئات MP من المرشحات ونقلها مباشرة إلى ATR-FTIR أو الشرائح العاكسة المناسبة للعمل في وضع الانعكاس باستخدام الفحص المجهري FTIR أو Raman تعتبر مرشحات شبكة النايلون فعالة في التصفية من خلال المرشحات ذات أحجام المسام 100 ميكرومتر ، حيث يمكن التعامل مع جزيئات بهذا الحجم يدويا. ومع ذلك ، عند استخدام مرشحات 20 ميكرومتر ، يوصى باستخدام مرشحات سيليكون أو مغلفة بالألمنيوم لتسهيل القياسات في وضع النقل أو الانعكاس باستخدام FTIR أو الفحص المجهري رامان.

تقترح الأدبيات أخذ عينات من 500 لتر على الأقل من الماء لتجنب التقليل من شأن وجود MPS34. وفقا لمرفق قرار المفوض المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 ، يجب أخذ عينات من 1 م3 من الماء. يجب مراعاة الحجم الموصى به لتجنب المبالغة في تقدير تركيز MP في العينة. يزيد هذا الحجم الكبير من الماء من خطر انسداد المرشح ، مما يجعل الترشيح المتتالي موصى به للغاية.

يتم تحضير العينات من النظام المقدم على الفور لتحليل النواب باستخدام المجهر الفراغي. هذه طريقة فعالة للغاية من حيث الوقت والتكلفة. توضح العديد من الدراسات بالتفصيل خطوات المعالجة المسبقة لإزالة الرمل والمواد العضوية. ومع ذلك ، فإن هذه الإجراءات تستغرق وقتا طويلا وقد تنطوي على استخدام مواد كيميائية سامة. قد تؤثر خطوات المعالجة المسبقة هذه سلبا أيضا على النتائج لأنها تؤدي إلى تجزئة إضافية أو فقدان الجسيمات ، خاصة الجسيمات الأصغر (< 100 ميكرومتر)35. لذلك ، يفضل تجنب هذه الخطوات إلا إذا لزم الأمر. تم وصف هذه التعليمات أيضا في قرار المفوض المفوض (EU) 2024/1441 ، حيث يقترح إجراء تحليل العينة بواسطة التحليل الطيفي المجهري FTIR مباشرة على مرشحات التجميع الأصلية ، إذا كانت متوافقة مع الطريقة التحليلية المستخدمة ، ويتم استخدام خطوة التعويم إذا لزم الأمر.

أولا ، يتم تحليل عينات المرشح باستخدام المجاهر المجسمة ، حيث يتم توثيق كل جسيم بالصور ، وتصنيف الهوية ، وقياسه حسب الحجم ، وتقييمه للشكل. يعد تحديد الشكل أمرا مهما لأنه يمكن أن يوفر معلومات حول مصدر النواب. عادة ما تأتي الألياف من غسل المنسوجات وتنشأ من محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، بينما تأتي الشظايا عادة من تدهور جزيئات البلاستيك الكبيرة في البيئة. في الجزء الثاني من التحليل ، يتم تحديد التركيب الكيميائي لكل جسيم باستخدام الفحص المجهري ATR-FTIR أو FTIR / Raman. بشكل عام ، يتم نقل جميع الجسيمات من المرشح إلى الشرائح العاكسة لإجراء التحليل في الوضع العاكس باستخدام الفحص المجهري FTIR. إذا تم جمع العينة على مرشح سيليكون 20 ميكرومتر ، فيمكن إجراء تحليل مباشر باستخدام مجهر Raman أو FTIR ، بشرط ألا يكون المرشح مغطى بشكل مفرط بجزيئات الرمل. إذا كانت الجسيمات مغروسة في الرمل ، فيمكن تطبيق فصل الكثافة و / أو المعالجات الكيميائية أو الأنزيمية لتقليل وجود المواد غير البلاستيكية مثل المعادن وأكاسيد المعادن والمواد العضوية الطبيعية. يجب تجفيف جزيئات MP قبل القياس ، حيث يمتص الماء بقوة إشعاع الأشعة تحت الحمراء.

لضمان مصداقية النتائج ، يجب مراعاة عناصر مراقبة الجودة التالية: أولا ، منع تلوث الهواء: لمنع تلوث الغلاف الجوي أثناء أخذ العينات ، يعد نظام الترشيح المغلق أمرا ضروريا. لتجنب التلوث المحمول جوا في عملية التحليل ، يلزم وجود طبقة مختبر من القطن الأبيض وترشيح الهواء من خلال مرشح HEPA. ثانيا ، منع التلوث بواسطة نظام التصفية: المكون الوحيد للنظام حيث لا مفر من البوليمرات هو الخراطيم. يوصى باستخدام خراطيم السيليكون ويجب استبدالها في حالة حدوث تلف مرئي. من الضروري معرفة مكونات المضخة واختبار المضخة بحثا عن التلوث المحتمل للعينات إذا تم إثبات وجود البوليمر. ثالثا ، منع التلوث أثناء العمل المخملي: فقط معدات المختبرات المصنوعة من الزجاج والمغسولة بالماء فائق النقاء مناسبة لتحليل النواب. رابعا ، عينات متوازية لضمان قابلية التكرار والدلالة الإحصائية للنتائج: يسمح نظام الترشيح هذا بأخذ عينات متزامنة من أربعة فروع. يجب الحصول على ثلاث عينات متوازية على الأقل لضمان نفس الظروف لجميع العينات ولتوفير الوقت. خامسا: يجب تضمين عينات فارغة في جميع خطوات أخذ العينات والعمليات المختبرية. أثناء أخذ العينات الميدانية ، يتم تركيب مرشحات فارغة 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر بعد مرشحات عينة 100 ميكرومتر و 20 ميكرومتر ، كما هو مقترح في ملحق قرار المفوض المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441. يجب مراعاة العينات الفارغة التي تم الحصول عليها في إجراء أخذ العينات في جميع الخطوات التحليلية باتباع نفس الإجراء.

يلبي البروتوكول الموضح في هذه الورقة جميع المتطلبات المنصوص عليها في قرار المفوض المفوض (الاتحاد الأوروبي) 2024/1441 ، وبالتالي ، يوفر موردا ممتازا لجميع الباحثين الذين يدرسون أو يراقبون النواب في المياه الجوفية. يمكن أيضا استخدام نظام الترشيح الموصوف للمياه العذبة أو المياه البحرية ، لأنه يتيح أخذ عينات من MPs على أعماق مختلفة. طريقة أخذ العينات بسيطة وسهلة الاستخدام وتوفر نتائج سريعة ودقيقة في معظم الحالات دون الحاجة إلى معالجة مسبقة للعينة.

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين تضارب في المصالح للإفصاح عنها.

شكر وتقدير

تم تمويل تطوير هذا البروتوكول من قبل الوكالة السلوفينية للبحث والابتكار في إطار مشروع البحث "طرق محسنة لتحديد عمليات نقل النواب في موارد المياه الجوفية" (GWMicroPlast) (J1-50030) وبرنامج أبحاث المياه الجوفية والكيمياء الجيولوجية (P1-0020) ، وكذلك من خلال مشروع صناديق أبحاث علوم "البلاستيك الدقيق في الغلاف الأرضي" (مانكا).

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
مطياف ATR-FTIRبيركينإلمرL160000Fسبكتروم تو
مجهر FTIRثيرموفيشر ساينتيفيكIQLAADGAAGFARMMBMNرابتير
أطباق الزجاج بتريالعلامة التجارية455717قطر 60 مم
أغشية شبكة النايلونميركNY1H04700محبة للماء، 100  > ذكر، 47 وغير متوقع؛ مم، 100
أغشية شبكة النايلونميركNY2004700محبة للماء، 20  > ذكر، 47 وغير متوقع؛ مم، 100
ملقط دقيقبراون بيBD335Rالملقط الدقيق
فيلم ختمأمكور فلكسبلز نورثPM992بارافيلم إم
المجهر المجسم  زايس495015-9880-010ستيريو ديسكفري V8
مضخة مياه غاطسةغروندفوس96510217SQ 5-70
مقياس مستوى المياهالهيدروتكنيك/تايب 010

المراجع

  1. Singh, S., Bhagwat, A. Microplastics: a potential threat to groundwater resources. GWSD. 19, https://www.aer.ca/data-and-performance-reports/data-hub/well-status (2022).
  2. Wang, C., O'Connor, D., Wang, L., Wu, W. M., Luo, J., Hou, D. Microplastics in urban runoff: global occurrence and fate. Water Res. 225, (2022).
  3. Jambeck, J. R., et al. Plastic waste inputs from land into the ocean. Science. 347 (6223), 768-771 (2015).
  4. Scanlon, B. R., et al. Global water resources and role of groundwater in a more resilient water future. Nat Rev Earth Environ. 4 (2), 87-101 (2023).
  5. Lambert, S., Wagner, M. Microplastics are contaminants of emerging concern in freshwater environments: an overview. Handb Environ Chem. 58, 1-23 (2018).
  6. Rezende, J. D., Moretti, M. S. An overview of microplastic research in marine and freshwater habitats using topic modeling. Hydrobiologia. 850 (6), 1413-1426 (2023).
  7. Wada, Y. Modeling groundwater depletion at regional and global scales: present state and future prospects. Surv Geophys. 37 (2), 419-451 (2016).
  8. Dey, U., et al. Microplastics in groundwater: an overview of source, distribution, mobility constraints and potential health impacts during the Anthropocene. Groundw Sustain Dev. 23, (2023).
  9. Xu, C., et al. Are we underestimating the sources of microplastic pollution in terrestrial environment. J Hazard Mater. 400, (2020).
  10. Cole, M., Lindeque, P., Halsband, C., Galloway, T. S. Microplastics as contaminants in the marine environment: a review. Mar Pollut Bull. 62 (12), 2588-2597 (2011).
  11. HidalgoRuz, V., Gutow, L., Thompson, R. C., Thiel, M. Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification. Environ Sci Technol. 46 (6), 3060-3075 (2012).
  12. Koelmans, A. A., Mohamed Nor, N. H., Hermsen, E., Kooi, M., Mintenig, S. M., De France, J. Microplastics in freshwaters and drinking water: critical review and assessment of data quality. Water Res. 155, 410-422 (2019).
  13. Maddah, H. A. Polypropylene as a promising plastic: a review. Am J Polym Sci. 6 (1), 1-11 (2016).
  14. Colmenarejo Calero, E., Kovač Viršek, M., Mali, N. Microplastics in groundwater: pathways, occurrence, and monitoring challenges. Water. 16 (9), (2024).
  15. Wagner, M., et al. Microplastics in freshwater ecosystems: what we know and what we need to know. Environ Sci Eur. 26 (1), (2014).
  16. Long, M., et al. Interactions between microplastics and phytoplankton aggregates: impact on their respective fates. Mar Chem. 175, (2015).
  17. Viaroli, S., Lancia, M., Re, V. Microplastics contamination of groundwater: current evidence and future perspectives. Sci Total Environ. 824, (2022).
  18. Li, H., Lu, X., Wang, S., Zheng, B., Xu, Y. Vertical migration of microplastics along soil profile under different crop root systems. Environ Pollut. 278, (2021).
  19. Ren, Z., Gui, X., Xu, X., Zhao, L., Qiu, H., Cao, X. Microplastics in the soilgroundwater environment: aging, migration, and cotransport of contaminants - a critical review. J Hazard Mater. 419, (2021).
  20. Lwanga, E. H., et al. Review of microplastic sources, transport pathways and correlations with other soil stressors: a journey from agricultural sites into the environment. Chem Biol Technol Agric. 9 (1), (2022).
  21. Maaß, S., Daphi, D., Lehmann, A., Rillig, M. C. Transport of microplastics by two collembolan species. Environ Pollut. 225, (2017).
  22. Rillig, M. C., Ziersch, L., Hempel, S. Microplastic transport in soil by earthworms. Sci Rep. 7 (1), (2017).
  23. Microplastics in drinking water. , World Health Organization. Geneva. Licence: CC BYNCSA (2019).
  24. Chia, R. W., Lee, J. Y., Jang, J., Cha, J. Errors and recommended practices that should be identified to reduce suspected concentrations of microplastics in soil and groundwater: a review. Environ Technol Innov. 28, (2022).
  25. Drummond, J. D., Nel, H. A., Packman, A. I., Krause, S. Significance of hyporheic exchange for predicting microplastic fate in rivers. Environ Sci Tech Let. 7 (10), (2020).
  26. Pittroff, M., Munz, M., Valenti, B., Loui, C., Lensing, H. J. Fate of microplastics in deep gravel riverbeds: evidence for direct transfer from river water to groundwater. Microplastics. 4 (2), 26(2025).
  27. Matjašič, T., Mori, N., Hostnik, I., Bajt, O., Viršek, M. K. Microplastic pollution in small rivers along rural-urban gradients: variations across catchments and between water column and sediments. Sci Total Environ. 858, (2023).
  28. Samandra, S., Johnston, J. M., Jaeger, J. E., Symons, B., Xie, S., Currell, M., Ellis, A. V., Clarke, B. O. Microplastic contamination of an unconfined groundwater aquifer in Victoria, Australia. Sci Total Environ. 802, (2022).
  29. Panno, S. V., Kelly, W. R., Scott, J., Zheng, W., McNeish, R. E., Holm, N., Hoellein, T. J., Baranski, E. L. Microplastic contamination in karst groundwater systems. Groundwater. 57 (2), 189-196 (2019).
  30. Shi, J., Dong, Y., Shi, Y., Yin, T., He, W., An, T., Tang, Y., Hou, X., Chong, S., Chen, D., Qin, K., Lin, H. Groundwater antibiotics and microplastics in a drinkingwater source area, northern China: occurrence, spatial distribution, risk assessment, and correlation. Environ Res. 210, (2022).
  31. Guidance on the monitoring of marine litter in European seas. , MSFD Technical Group on Marine Litter. (2023).
  32. Kovač Viršek, M., Palatinus, A., Koren, Š, Peterlin, M., Horvat, P., Kržan, A. Protocol for microplastics sampling on the sea surface and sample analysis. JoVE. (118), (2016).
  33. Lee, J. Y., Cha, J., Ha, K., Viaroli, S. Microplastic pollution in groundwater: a systematic review. Environ Pollut Bioavailab. 36 (1), 2299545(2024).
  34. Cha, J., Lee, J. Y., Chia, R. W. Comment on the paper "Microplastic contamination of an unconfined groundwater aquifer in Victoria, Australia". Sci Total Environ. 820, (2022).
  35. Weber, F., Kerpen, J. Underestimating microplastics? Quantification of the recovery rate of microplastic particles including sampling, sample preparation, subsampling, and detection using µ-Raman spectroscopy. Anal Bioanal Chem. 415 (15), 2963-2973 (2023).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة