Extraktion von Organochlor-Pestiziden aus Kunststoff-Pellets und Kunststoff-Typ-Analyse

Zusammenfassung

Mikroplastiken wirken als Vektor potenziell toxischer organischer Verunreinigungen mit unvorhersehbaren Wirkungen. Dieses Protokoll beschreibt eine alternative Methode zur Beurteilung der Konzentrationen von Organochlor-Pestiziden, die an Kunststoff-Pellets adsorbiert sind, und die Identifizierung der chemischen Polymerstruktur. Der Schwerpunkt liegt auf der Druckfluid-Extraktion und der abgeschwächten Totalreflexion Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie.

Zusammenfassung

Kunststoff-Harz-Pellets, kategorisiert als Mikroplastik (≤5 mm im Durchmesser), sind kleine Granulate, die unbeabsichtigt in die Umwelt während der Herstellung und Transport freigegeben werden können. Wegen ihrer ökologischen Beharrlichkeit sind sie weit verbreitet in den Ozeanen und an Stränden auf der ganzen Welt. Sie können als Vektor von potentiell toxischen organischen Verbindungen ( zB polychlorierte Biphenyle) fungieren und könnten folglich sein Negativen Einfluss auf marine Organismen. Ihre möglichen Auswirkungen entlang der Nahrungskette sind noch nicht gut verstanden. Um die Gefahren, die mit dem Auftreten von Plastikpellets in der Meeresumwelt verbunden sind, zu beurteilen, ist es notwendig, Methoden zu entwickeln, die eine rasche Bestimmung der damit verbundenen organischen Verunreinigungsniveaus ermöglichen. Das vorliegende Protokoll beschreibt die verschiedenen Schritte, die für die Probenahme von Harzpellets erforderlich sind, die Analyse von adsorbierten Organochlor-Pestiziden (OCPs) und die Identifizierung des Plastiktyps. Der Fokus liegt aufDie Extraktion von OCPs aus Kunststoff-Pellets mittels eines unter Druck stehenden Fluid-Extraktors (PFE) und der polymerchemischen Analyse, die die Fourier-Transform-InfraRed (FT-IR) -Spektroskopie anwendet. Die entwickelte Methodik konzentriert sich auf 11 OCPs und verwandte Verbindungen, darunter Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) und seine beiden Hauptmetaboliten, Lindan und zwei Produktionsisomere sowie die beiden biologisch aktiven Isomeren des technischen Endosulfans. Dieses Protokoll stellt eine einfache und schnelle Alternative zur bestehenden Methodik zur Bewertung der Konzentration von organischen Verunreinigungen dar, die an Kunststoffstücken adsorbiert sind.

Einleitung

Die weltweite Produktion von Kunststoffen steigt seit den 1950er Jahren kontinuierlich auf 311 Millionen Tonnen im Jahr 2014 mit etwa 40% in der Verpackung ¹ . Parallel dazu sammeln sich zunehmende Mengen dieser Materialien in der Umwelt an, was eine ernste Bedrohung für die Ökosysteme darstellen könnte ² . Obwohl bereits in den 1970er Jahren berichtet, hat das Auftreten von Plastikschutt in der Meeresumwelt in den letzten zehn Jahren nur eine größere Aufmerksamkeit erhalten. Besonders Mikroplastik, Kunststofffragmente mit einem Durchmesser von ≤ 5 mm, werden heute als eines der wichtigsten Wasserqualitätsprobleme erkan....

Protokoll

1. Plastik Pellet Probenahme

1. Bevor Sie auf das Feld gehen, spülen Sie alle erforderlichen Probenahme-Materialien ( zB Pinzette und Aluminiumfolie) mit Aceton oder Ethanol (99%). Falls das Material nicht lösungsmittelgespült werden kann, heizen Sie es bei 450 ° C über Nacht in einem Ofen ( zB Glaswaren).
   HINWEIS: In touristischen Gebieten, erhalten Sie Informationen über mögliche Strand Reinigung Aktivitäten, die die meisten der maritimen Wurf einschließlich Mikroplastik entfernen würde. Wenn möglich, planen Sie die Probenahme vor dieser Operation. Wenn die Probenahme während der Aufräumsaison erfolgt, geben Sie die Details d....

Ergebnisse

Plastikpellets werden normalerweise entlang der hohen und niedrigen Gezeitenlinien der sandigen Strände gefunden ( Abbildung 1A ). Sie können auch an der Seegras frisch stranded auf Strände, nach einem Sturm zum Beispiel halten. Sie können gelegentlich auf Kies und steinigen Stränden in Anhäufungsgebieten von gestrandeten Material gefunden werden.

Kunststoffpellets sind in der Regel leicht durch i.......

Diskussion

Die meisten Studien, die sich auf organische Verunreinigungen im Zusammenhang mit Kunststoff-Pellets konzentrieren, haben sich auf klassische Extraktionsmethoden der adsorbierten Chemikalien verlassen. Der Soxhlet-Apparat ist die am weitesten verbreitete Technik mit typischen Extraktionszeiten von 12 bis 24 h und mit hohem Verbrauch an organischen Lösungsmitteln ( dh von 100 bis 250 ml pro Extraktion) ²³ . Mazerationsextraktionen erfordern eine lange Kontaktzeit zwischen der Probe .......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Alpha– HCH	Dr. Ehrenstorfer, Augsburg, Deutschland	DRE-C14071000	H301, H351, H400, H410, H312
Beta– HCH	Fluka, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA	33376-100MG	H301, H312, H351, H410
Lindane	Fluka, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA	45548-250MG	H301, H312, H332, H362, H410
Endosufan I	Supleco, Sigma-Aldrich Bellefonte, PA, USA	48576-25MG	H301, H410
Endosulfan II	Supleco, Sigma-Aldrich, Bellefonte, PA, USA	48578-25MG	H301, H410
2,4'– DDD	Fluka, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA	35485-250MG	H351
4,4' – DDD	Dr. Ehrenstorfer, Augsburg, Deutschland	DRE-C12031000	H301, H351, H400, H410, H312
2,4' – DDE	Dr. Ehrenstorfer, Augsburg, Deutschland	DRE-C12040000	H351, H400, H410, H302
4,4'-DDE	Fluka , Sigma-Aldrich, St. Louis, USA	35487-250MG	H302, H351, H410
2,4' – DDT	Dr. Ehrenstorfer, Augsburg, Deutschland	DRE-C12081000	H301, H311, H330, H351, H400, H410
4,4' – DDT	Nationales Institut für Standards und Technologie, Gaithersburg, USA	RM8469-4,4'-DDT	H301, H311, H351, H372, H410
n-Hexan	VWR International GmbH, Graumanngasse, Wien, Österreich	83992.320	H225, H315, H336, H373, H304, H411
Aceton für HPLC	J.T.Baker, Avantor performance Materials B.V., Teugseweg, Niederlande	8142	H225, H319, H 336
FL-PR Florisil 1000mg/6mL	Phenomenex, Torrance, CA, USA	8B-S013-JCH
Fettfreier Quarzsand 0,3-0,9 mm	Büchi, Flawil, Schweiz	37689
Gaschromatograph Hawlett Packard HP 6890 Serie Gaschromatograph mit GERSTEL MultiPurpose Sampler MPS 2XL mit ECD- und FID-Detektor	Agilent technologies, Santa Clara USA
Druckflüssigkeitsextraktor, Speed Extractor E-916	Büchi, Flawil, Schweiz
Festphasenextraktor	Supleco, Sigma-Aldrich Bellefonte, PA, USA
Konzentrator miVac DUO	Genevac SP Scientific, Suffolk UK
GC Kapillarsäule Zebron ZB-XLB (30 x 0,25 x 0,25	Phenomenex, Torrance, CA, USA	122-1232
ATR FT-IR Spektrometer, Spectrum-Two	Perkin Elmer

)