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Methodenartikel

Probenahme, Sortieren und Charakterisierung Mikroplastik in aquatischen Umgebungen mit hohen abgehängte Sedimentfracht und große schwimmende Trümmer

16K Aufrufe

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DOI:

10.3791/57969

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28. Juli 2018

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1Department of Physical and Environmental Sciences, Texas A&M University-Corpus Christi, 2Department of Earth and Atmospheric Sciences, Saint Louis University, 3Department of Oceanography and Coastal Sciences, Louisiana State University, 4Department of Biology, University of Central Florida

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die meisten Microplastic Forschung bis jetzt aufgetreten in marinen Systemen wo abgehängte solide relativ niedrig sind. Fokus ist jetzt verschiebt sich auf Süßwasser-Systeme, die hohe Sedimentfracht und Treibgut bieten kann. Dieses Protokoll Adressen sammeln und Analysieren von Microplastic Proben von aquatischen Umgebungen, die hohe hängende solide Lasten enthalten.

Zusammenfassung

Die Omnipräsenz des Kunststoff Trümmer im Meer ist von dem öffentlichen, wissenschaftlichen Gemeinschaften und Behörden anerkannt. Jedoch haben erst vor kurzem mikroplastik in Süßwasser-Systemen, wie Flüsse und Seen, quantifiziert worden. Microplastic Probenahme an der Oberfläche in der Regel besteht der Bereitstellung von Treibnetzen hinter entweder einen stationären oder beweglichen Boot, das die Probenahme für Umgebungen mit niedrigen Niveaus der suspendierten Sedimente und unter Wasser oder schwimmend Schutt begrenzt. Frühere Studien, die Treibnetze, Microplastic Ablagerungen in der Regel sammeln beschäftigt verwendet Netze mit ≥300 µm Maschenweite, so dass Kunststoff Verunreinigungen (Partikel und Fasern) unterhalb dieser Größe durch das Netz und Quantifizierung entziehen. Das Protokoll hier detailliert ermöglicht: 1) Musterkollektion in Umgebungen mit hohen Lasten und schwimmende ausgesetzt oder untergetaucht, Schutt und (2) die Erfassung und Quantifizierung der Microplastic Partikel und Fasern < 300 µm. Wasserproben wurden gesammelt, mit einer Peristaltische Pumpe in Low-Density Polyethylen (PE) Containern vor Filterung und Analyse im Labor gelagert werden. Filtration erfolgte mit einem maßgeschneiderten Microplastic Filtration Gerät mit abnehmbaren Fugen, die Nylon-Mesh-Siebe untergebracht und Zellulose Ester Membranfilter gemischt. Netz-Siebe und Membranfilter wurden untersucht, mit einem Stereomikroskop zu quantifizieren und Microplastic Partikel und Fasern zu trennen. Diese Materialien wurden dann untersucht mit einer Mikro-gedämpft total Reflexion Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometer (Mikro ATR-FTIR), um Microplastic Polymer-Typ zu bestimmen. Erholung wurde durch festnagelnd Proben mit blauen PE-Partikel und grünen Nylon-Fasern gemessen; Prozent Erholung wurde zu 100 % für Partikel und 92 % für Fasern bestimmt. Dieses Protokoll wird ähnliche Studien auf mikroplastik in hoher Geschwindigkeit Flüsse mit hohen Konzentrationen von Sedimenten führen. Mit einfachen Modifikationen der peristaltischen Pumpe und Luftfiltration Gerät können Benutzer sammeln und analysieren verschiedene Probenvolumen und partikuläre Größen.

Einleitung

Kunststoff wurde erstmals Anfang der 1930er Jahre1im Meer beobachtet. Jüngste Schätzungen des meeresmülls Kunststoff Sortiment aus über 243.000 Tonnen (MT) aus Kunststoff auf der Oberfläche des Ozeans bis 4,8-12,7 Millionen MT aus Kunststoff in den Ozean von terrestrischen Quellen jährlich2,3. Frühe Studien auf Kunststoff meeresmüll konzentrierte sich auf Macroplastics (> 5 mm Durchmesser) sind gut sichtbar und messbar. Jedoch wurde es vor kurzem entdeckt, dass Macroplastics repräsentieren < 10 % Kunststoff Schutt, Graf, im Ozean, darauf hinweist, dass die überwältigende Mehrheit der Kunststoff Schutt Microplastic (< 5 mm Durchmesser)2.

Mikroplastik werden in zwei Gruppen kategorisiert: primäre und sekundäre mikroplastik. Primäre mikroplastik bestehen aus Kunststoffen, die bei einem Durchmesser hergestellt werden < 5 mm und beinhalten Nurdles, die Roh Pellets verwendet, um Konsumgüter, Microbeads als Peelings in Körperpflege-Produkten (z. B. Gesicht waschen, Körper-Peeling, Zahnpasta) und Schleifmittel oder Schmiermittel in der Industrie. Sekundäre mikroplastik sind in der Umgebung erstellt, da größere Kunststoff Schutt durch Photolyse, Abrieb und mikrobielle Zersetzung4,5fragmentiert ist. Synthetische Fasern sind auch sekundäre mikroplastik und ein wachsendes Problem. Eine einzige Kleidungsstück kann loslassen > 1.900 Fasern pro Waschgang in einer haushaltswaschmaschine6. Diese Mikrofasern sowie Microbeads von Körperpflege-Produkten, in die Kanalisation Kanalisation und gewaschen, vor dem Eintritt in Kläranlagen Behandlungen. Murphy (2016) festgestellt, dass eine Kläranlage mit einer Bevölkerung von 650.000 Microplastic Konzentration von 98,4 % von Zufluss auf Abwasser, reduziert noch 65 Millionen mikroplastik in Abwasser blieb und Klärschlamm jeden Tag7. Sogar mit einem hohen Anteil von mikroplastik entfernt wird, während die Aufbereitungsverfahren, Millionen, Milliarden von mikroplastik Kläranlagen täglich und anschließend Oberflächengewässer im Abwasser6,8 ,9,10,11.

Aufgrund ihrer ökologischen Freilassung wurden über alle trophischen Ebenen12,13,14,15mikroplastik im Verdauungs- und Atemwege Gewebe von marinen Organismen gefunden. Ihre Wirkung nach Aufnahme variabel, mit einigen ist Studien nicht beobachten Schaden, während andere zahlreiche Effekte wie physikalischen und chemischen Gewebe Schaden4,6,14,15zeigen. Aufgrund dieser Erkenntnisse hat Interesse in diesem Bereich in den vergangenen fünf Jahrzehnten zugenommen. Aber erst kürzlich haben Sie Studien begonnen, quantifizieren Kunststoff Schutt, besonders mikroplastik in Süßwasser-Systemen, wie Flüsse und Seen, oder die Auswirkungen auf Organismen, die in diesen Lebensräumen12,16wohnt, 17,18. Flüsse sind eine wichtige Quelle für Kunststoff Trümmer im Meer gefunden, wie sie erhalten Abwasser Abwasser und Oberflächenwasser Abfluss, die mikroplastik und Macroplastics enthalten.

Das Protokoll hier kann verwendet werden, Microplastic Proben zu sammeln, wo die Treibnetze sind nicht möglich; insbesondere Treibgut in aquatischen Umgebungen mit hohen Konzentrationen von suspendierten Sedimenten und großen wie den Mississippi River. Einzugsgebietes des Mississippi River ist einer der größten der Welt und hat eine Bevölkerung von > 90 Millionen Menschen und ist wahrscheinlich damit eine der größten Quellen von Kunststoff Schutt auf dem Ozean19,20. Jedes Jahr den Mississippi River entlädt einen Durchschnitt von 735 Kilometer3 von Süßwasser in den Golf von Mexiko, zusammen mit hohen Konzentrationen von suspendierten Sedimenten (~ 60 bis > 800 mg/L) und großen Trümmer13,21. Wasserproben wurden an verschiedenen Orten entlang des Mississippi River und seinen Nebenflüssen in transluzenten 1 L Low-Density Polyethylen (PE) Container mittels einer peristaltischen Pumpe in zwei tiefen (d. h. Oberfläche und 0,6-Tiefe) gesammelt. Im Labor wurden Proben gefiltert mit Nylon-Mesh-Siebe und gemischte Zellulose Ester Membranfilter gleichzeitig mit einem maßgeschneiderten 63,5 mm (2,5 Zoll) Polyvinylchlorid (PVC) Zylinder mit Fugen, Siebe und Filter22einzufügen. Die Einbeziehung der PVC-Gewerkschaften in der Luftfiltration Gerät ermöglicht für die Filtration durch so viele oder so wenige partikelgrößenklassen wie gewünscht. Darüber hinaus kann verwendet werden, um Microplastic Schutt bis Sub-Mikrometer-Größen mit Membranfilter, bei der Untersuchung von synthetischer Fasern zu erfassen. Sobald gefiltert, Proben wurden getrocknet und vermuteten Kunststoffe wurden identifiziert und aus dem Netz Siebe und Membranfilter unter einem Stereomikroskop sortiert. Mutmaßliche Kunststoffe wurden dann untersucht mit Mikro-gedämpft totale Reflexion Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (Mikro ATR-FTIR) zur Beseitigung von nicht-synthetische Materialien oder Polymertyp zu bestimmen. Angesichts der Größe der Microplastic Partikel und Fasern ist die Verschmutzung an der Tagesordnung. Kontaminationsquellen sind atmosphärische Deposition, Kleidung, Feld und Laborgeräte sowie deionisiertes (DI) Wasser Quellen. Mehrere Schritte sind im gesamten Protokoll zur Verringerung der Kontamination aus verschiedenen Quellen während der Durchführung alle Phasen der Studie enthalten.

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Protokoll

1. Wasser Musterkollektion

  1. Wasserproben zu sammeln und Wasser Qualitätsdaten von Interesse mit dem Boot, wo der Fluss gut gemischt, im Idealfall an Standorten ist dem Fluss Bühne oder Entladung (z. B. United States Geological Survey (USGS) Messstationen) bekannt ist. Führen Sie 20 um sicherzustellen, dass das Wasser gut gemischt ist, das Boot mit einem handheld Meter mitten im Fluss, wo die Leitfähigkeit relativ konstant bleibt.
  2. In der Probenahmestellen, Rekord Positionskoordinaten und Tiefe. Um die 0,6-Tiefe zu finden, einfach multiplizieren Sie die Gesamttiefe mit 0,6. Wasserwerte Qualität Messen von Interesse (z.B., Trübung, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert und gelösten Sauerstoff (DO)) mit einem handheld Messgerät. Um die Parameter zu messen, Pumpen Sie probenwasser aus der gewünschten Tiefe in einem breit-Mund-Container mit der peristaltischen Pumpe und sofort die Messungen (Schritt 1.5).
  3. Verwenden Sie eine Peristaltische Pumpe mit Schlauch, Proben von der Oberfläche und 0,6-Tiefe erhalten. Die Pumpe für die gegebenen Tiefe die korrekte Schlauchlänge zuordnen.
    1. Wegen der starken Strömungen in Flusssystemen legen einer 6,4 mm geschweißt-Kette auf der Pumpenschläuche mit Kabelbinder um zu helfen, Gewicht des Schlauchs. Am Ende der Kette legen Sie ein Gewicht oder Zement zu blockieren, weiteres Gewicht der Kette und Schlauch Montage.
      Vorsicht: Befestigen Sie den Gewicht oder Zement-Block nicht direkt an der Pumpe Schlauch.
  4. Legen Sie das Abwasser Ende des Schlauchs über das Boot Rand weg von Kleidung, die Fasern werfen könnte. Senken Sie langsam das Zulauf Ende des Schlauches auf die gewünschte Tiefe (d. h. die Oberfläche oder 0,6-Tiefe). Führen Sie die Pumpe in umgekehrter Richtung zu bereinigen die Schläuche mit Luft mindestens 30 s. Kehren Sie nach Luft, spülen die Pumpe und spülen Sie den Schlauch mit probenwasser aus der gewünschten Tiefe während das Wasser aus dem Boot oder in einen Abfallbehälter entleert. Die Pumpe zu stoppen, nachdem der Schlauch mindestens 30 wurde gespült hat s.
  5. Spülen Sie die Behälter für Wasser Qualitätsmessungen dreimal mit probenwasser dumping das Spülwasser jedesmal verwendet. Einmal gespült werden, füllen Sie den Behälter mit probenwasser und Messen Sie die Wasser Qualitätsparameter von Interesse mit einem handheld Messgerät (Schritt 1.2).
  6. Sammeln Sie eine Teilstichprobe Microplastic, indem man das Rohr Abwasser in einen beschrifteten, 1 L-Behälter, der vorab gespült mit mindestens 250 mL VE-Wasser dreimal wurde. Spülen des Behälters zusätzliche dreimal mit dem probenwasser verwerfen das Spülwasser jedes Mal. Sobald der Microplastic Behälter gespült wird, füllen Sie es mit der Probe.
  7. Mit der gleichen Peristaltische Pumpe-Methode, die in Schritt 1.6 beschrieben, sammeln Sie eine Teilstichprobe für insgesamt Schwebstoffe (TSS) in einer beschrifteten, 250 mL-Flasche, die vorab gespült mit mindestens 100 mL VE-Wasser dreimal wurde. Spülen Sie die Flasche drei weitere Male mit probenwasser, verwerfen das Spülwasser jedes Mal. Sobald die TSS-Behälter gespült wird, füllen Sie es mit der Probe.
  8. Bereich Triplicates und Rohlinge mindestens einmal pro Tag im Feld zu sammeln, in der gleichen Weise beschrieben Schritte 1,6-1,7 Kontrollzwecken Qualität/Qualitätssicherung (QA/QC). Um ein leeres Feld zu sammeln, bringen Sie zwei 1 L Container DI Wasser auf das Feld. Öffnen Sie nach Bereinigung der Pumpenschläuche mit Luft den ersten Container DI Wasser und spülen Sie die Pumpenschläuche mit der in Schritt 1.4 beschriebenen Methode. Sobald der Schlauch gespült wird, öffnen Sie den zweiten Container DI Wasser und Pumpen Sie es in einen leeren Behälter 1 L und eine 250 mL Flasche für Microplastic und TSS Rohlinge, beziehungsweise.
  9. Speichern Sie die Microplastic und TSS Teilproben auf Eis, bis zu seiner Rückkehr ins Labor, wo werden sie bei-20 ° C gespeichert, bis sie verarbeitet werden.
    Vorsicht: Stellen Sie sicher, einige Kopfraum in den Probenbehälter zu verlassen, so dass sie nicht durch Eis Ausbau, beim Einfrieren beschädigt sind.
    Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.

(2) TSS-Bestimmung

  1. Verwendung United States Environmental Protection Agency (USEPA)-Methode 160,2 TSS mit 250 mL Teilproben bestimmen im Feld23gesammelt. Vergleichen Sie die berechneten Werte der TSS mit den gesamten Kunststoffen gefunden.

3. Microplastic Filtration Gerätemontage

  1. Spülen Sie die Filtration Gerät und Nylon Mesh Siebe (Abbildung 1) dreimal mit mindestens 250 mL VE-Wasser. Legen Sie Netz Siebe gewünschte Porengrößen (z. B. 50 µm, 100 µm, 300 µm, 500 µm) in jede Gewerkschaft gemeinsam mit Pore abnehmender Größe von oben nach unten von der Luftfiltration Gerät (Abbildung 1A). Versiegeln Sie jede Gewerkschaft gemeinsame fest um auslaufen zu verhindern.
  2. Falten Sie die gemischten Zellulose Ester Membran Filter (142 mm Durchmesser) des gewünschten Pore Größe(n) (z. B. 0,45 µm) in eine Kegelform und legen Sie es in der Filtration Gerät:
    Hinweis: Faltung der Membranfilter bieten mehr Fläche um zu verhindern, verstopfen des Filters.
    1. Die Membranfilter mit VE-Wasser nass. Während Feuchtigkeit Falten Sie die Membranfilter in eine konische Form mit einem Durchmesser, der in der Luftfiltration Gerät passt. Falten Sie eine kleine Lippe entlang der Kante des Kegels auch, so dass es über den oberen Teil der Union gemeinsame (Abbildung 1 b) passt.
      Vorsicht: Die Membranfilter muss nass sein, vor dem zusammenklappen um Risse zu vermeiden.
    2. Ort der Edelstahl Netz Korb in die letzte gemeinsame Union (Abbildung 1). Legen Sie vorsichtig den kegelförmigen Membranfilter in den Korb (Abbildung 1). Falten Sie die Lippe der Membranfilter über den Rand der gemeinsamen Union.
      Hinweis: Netz Korb unterstützen den Filter und Bruch reduzieren, sobald ein Vakuum angelegt worden.
  3. Statt einem Mesh Sieb mit der kleinsten gewünschten Porengröße (z. B. 50 µm) auf die Membranfilter in der letzten Union gemeinsame in Abbildung 1zu sehen.
    Hinweis: Halten Sie die Membranfilter bei der Filtration wird das zusätzliche unterstützen.
  4. Sobald alle Fugen dicht verschlossen sind, befestigen Sie den Schlauch von der Spitze des Kolbens Filterung auf der Basis der Luftfiltration Gerät. Dann befestigen Sie den Schlauch von der Seite der Filterung Küvette zur Vakuumpumpe wie in Abbildung 2dargestellt.

figure-protocol-1
Abbildung 1 : Montage des Gerätes Filtration. (A) der Luftfiltration Gerät indem man Netz Siebe der gewünschten Porengröße in den oberen Fugen montiert ist. (B) die gemischte Zellulose Ester Membran Filter müssen in einem kegelförmigen, den Durchmesser der Luftfiltration Gerät passen gefaltet werden; der Kegel gehören eine kleine Lippe über den Rand der gemeinsamen Union passen, um den Filter im Ort zu sichern. (C) A Netz Korb befindet sich in der Union um die Stabilität der Membranfilter hinzufügen. (D) die gefalteten Membranfilter wird hinzugefügt, um das Netz Korb und die kleinste Maschenöffnung Sieb befindet sich oberhalb der Membranfilter. (E) die fertig montierten Luftfiltration Gerät. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

figure-protocol-2
Abbildung 2 : Montage der Filter Flasche und Pumpe. Eine Filterung Flasche ist die Filtration Gerät Vakuumadapter mit einer klaren Vinyl-Schlauch befestigt. Die Filterung Flasche ist dann die Vakuumpumpe beigefügt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

4. Probe Filtration

  1. Sammeln Sie Ausrüstung Leerzeichen vor der Filtration jedes Mal, wenn das Gerät montiert ist. Spülen Sie das Gerät dreimal mit mindestens 250 mL VE-Wasser, bevor der Rohling gesammelt wird. Diese Rohlinge sind mithilfe der Anleitung in Schritten 4.2-4.4 gesammelt.
  2. Schalten Sie die Vakuumpumpe. Stellen Sie sicher, dass der Druck von der Vakuumpumpe nicht 127 mm Hg übersteigtoder die Membranfilter reißen könnte.
    Vorsicht: Abhängig von der Durchflussmenge des probenfiltration könnte Druck im Inneren der Luftfiltration Gerät steigen, wenn Sediment Netz Siebe oder Membranfilter verstopft. Dies kann möglicherweise zu einem Bruch in der Membranfilter führen, bevor Sie eine Lesung von 127 mm Hg erreicht. Beobachten Sie aus diesem Grund den Druck genau, wie es eventuell unter 127 mm Hg auf Basis von Probe zu Probe angepasst werden.
  3. Verwenden Sie einen 500 mL graduierte Zylinder, dreifach mit mindestens 250 mL VE-Wasser, gespült, um das Gesamtvolumen der Probe zu messen. Zeichnen Sie das Volumen und übertragen Sie die Probe von den Messzylinder auf die Filtration Gerät.
    Vorsicht: Abhängig von der Größe der Wasserprobe und die Filterung Kolben müssen die Filterung Küvette mehrmals beim probenfiltration entleert werden.
    1. Um die Filterung Flasche zu leeren, schalten Sie die Pumpe und trennen Sie die beiden Schläuche aus der Flasche. Leeren Sie die Flasche in einen separaten Abfallbehälter.
      Vorsicht: Halten Sie die gefilterte probenwasser, bis die gesamte Probe gefiltert wurde und es bestätigt wird, dass die Membranfilter intakt ist.
    2. Um die Filtrationszyklus fortzusetzen, schließen Sie die Schläuche in den Filter Kolben wie in Schritt 3.4 beschrieben, und schalten Sie die Pumpe.
  4. Sobald die gesamte Probe gefiltert wurde, spülen Sie den Probenbehälter und Messzylinder dreimal mit mindestens 250 mL VE-Wasser. Nach jedem spülen Filtern Sie das Wasser zum Spülen Sie den Behälter und Messzylinder um sicherzustellen, dass alle Partikel herausgefiltert wurden.

5. Microplastic Filtration Gerät zerlegen

  1. Spülen Sie die Wände der Luftfiltration Gerät dreimal mit mindestens 250 mL VE-Wasser um sicherzustellen, dass alle Partikel gefiltert worden und keiner auf die Filtration Gerät bleiben.
  2. Schalten Sie die Vakuumpumpe, dann vorsichtig Schrauben Sie ab und lösen Sie die erste Gewerkschaft. Schalten Sie die Pumpe wieder ein und verwenden Sie eine Flasche DI Wasser waschen, spülen Sie die Kanten des union Gelenks. Waschen Sie Partikel an den Rändern der Sieb in der Mitte, um sicherzustellen, dass sie alle gesammelt.
  3. Schalten Sie die Pumpe aus und entfernen Sie das Sieb vorsichtig mit sauberen Pinzette, und achten Sie nicht auf die Partikel auf der Oberfläche der Sieb berühren. Legen Sie das Sieb in eine überdachte Petrischale und bei 60 ᵒC für 24 h trocknen. Nach dem Trocknen können Proben gelagert werden, bis Analyse beginnen kann.
  4. Wiederholen Sie die Schritte 5.1-5.3 für jedes union Gelenk Gehäuse ein Sieb.
  5. Wiederholen Sie für die letzten Union gemeinsame, die Sieb und Membran Siebfilter beherbergt die Schritte 5.1-5.3 für das Sieb.
    Vorsicht: Seien Sie vorsichtig beim Spülen die Sieb wie Probe verloren gehen kann, wenn unter dem Membranfilter gespült.
  6. Schalten Sie die Vakuumpumpe ein und spülen Sie die Kanten mit einer DI-Wasser-Waschflasche Membranfilter. Waschen Sie Partikel an den Rändern der Membranfilter, in der Mitte, um sicherzustellen, dass die vollständige Probe gefiltert wird. Vor dem Entfernen der Membranfilter, stellen Sie sicher, dass alles Wasser durchlaufen hat und dass kein Wasser auf seiner Oberfläche Bündelung ist.
    Vorsicht: Wieder, seien Sie vorsichtig beim Membranfilter spülen als Probe verloren gehen kann, wenn unter ihm gespült.
  7. Entfernen Sie vorsichtig und entfalten Sie Membranfilter mit der Zange zu. Legen Sie Membranfilter in eine Petrischale oder Folie Umschlag für seinen Durchmesser geeignet.
    Hinweis: Die Membranfilter muss feucht sein, während bearbeitet um Risse zu vermeiden.
  8. Trocknen Sie die überdachte Membranfilter im Backofen bei 60 ᵒC für 24 h. Nach dem Trocknen Lagern Sie Proben bis Analyse beginnen kann.
    Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.

(6) Partikel Analyse

  1. Lassen Sie das Sieb oder Membran filter in der Petrischale und nur den Deckel um Prüfung der Probe für mikroplastik zu beginnen. Dadurch wird sichergestellt, dass wenn Partikel aus den Siebfilter Sieb oder Membran fallen, die bleiben sie in der Petrischale, die nach analysiert werden, alle Partikel aus dem Mesh Sieb oder Membran-Filter entfernt werden.
  2. Prüfen Sie den Siebfilter Sieb oder Membran unter einem Stereomikroskop (14-90 X Vergrößerung), vermutete Kunststoff Partikel und Fasern zu identifizieren. Verwenden die folgenden Kriterien bei der Ermittlung des mutmaßlichen Kunststoffe: keine Zellstruktur Fasern sind gleich Dicke der gesamten und Partikel sind nicht glänzend24.
  3. Entfernen Sie alle verdächtigen Kunststoffe aus dem Mesh Sieb oder Membran Filter und legen Sie sie in einen Sammelbehälter mit 70 % igem Ethanol. Notieren Sie die Farbe und Form (z. B. Feinstaub, Faser, Film, etc.) von jedem Verdacht Kunststoff.
  4. Sobald alle vermuteten Kunststoffe sind aus dem Mesh Sieb oder Membran-Filter entfernt und quantifiziert, untersuchen Sie, Deckel und Boden der Petrischale nach Schritte 6.2-6.3.
  5. Nach dem Netz Sieb oder Membranfilter und Petrischale geprüft worden und alle vermuteten Kunststoffe entfernt und quantifiziert, legen Sie die Partikel oder Fasern aus den Sammelbehälter auf einer 12-Slot Aluminium beschichtete Folie für Analyse mit einem Mikro ATR-FTIR.
    Hinweis: Es ist nicht immer möglich, jeden Verdacht Kunststoff auf der Mikro ATR-FTIR testen. Daher "strategisch wählen" die Menge, die die Ziele der Studie und Anomalien in der vermuteten Kunststoffe (z. B. eine hohe Anzahl von ähnlichen Fasern oder Partikel)25angesprochen werden. Testen Sie in einem allgemeinen Sinn, wie viele Kunststoffe wie möglich, aber nicht weniger als 20 % vermutet.
    1. Sobald Verdacht Kunststoffe mit Mikro ATR-FTIR analysiert werden, spektrale Datenbanken verwenden um festzustellen, ob eine gegebene Probe ist aus Kunststoff und wenn dies der Fall ist, bestimmen die Kunststoff Polymertyp.

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Ergebnisse

Überprüfen die Verwertungsquoten dieses Protokolls, drei Proben (V1-V3) von Oso Bucht, waren Corpus Christi, Texas (angrenzend an der Texas A & M University-Corpus Christi-Campus), gespickt mit 10 blauen PE-Partikeln (im Bereich von 50-100 µm in Durchmesser) und 50 grüne Nylon-Fasern in verschiedenen Längen (Abbildung 3). Probe TSS war berechnete (Abschnitt 2) und dann die Proben mit den beschriebenen Abschnitte 3-5 Methoden gefilter...

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Diskussion

Microplastic-Sammlung mit Treibnetzen ist die konventionelle Methode in Umgebungen wie der Ozean, wo Sediment und Kunststoff-Konzentrationen niedrig, so dass große Probenvolumina sind. Allerdings sind Treibnetze nicht immer praktische oder sicher in Flüssen mit hoher Sedimentfracht und großen schwimmenden oder unter Wasser Schmutz. Darüber hinaus ist es nicht möglich, ein Treibnetz zu verwenden, wenn Sie versuchen, gründlich zu erfassen und zu quantifizieren, Microplastic Materialien, insbesondere Fasern, wie die meisten...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Das Projekt für das dieses Protokoll gegründet wurde wurde von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Marine Debris Program (# NA16NO29990029) finanziert. Wir danken Miles Corcoran am nationalen große Flüsse Research and Education Center (NGRREC) in Alton, Illinois, für Hilfe bei der Auswahl und Boot Standortbetrieb. Feld und Labor Arbeiten wurden mit Hilfe von Camille Buckley, Michael Abegg, Josiah Wray und Rebecca Wagner.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
1L Cubitainer-Behälter, Polyethylen niedriger DichteVWR89094-140Behälter zum Sammeln und Aufbewahren von Proben.
2-1/2" Clear Schedule 40 Hart-PVC-RohrUnited States Plastic Corporation34138Das PVC-Rohr, aus dem das Gerät hergestellt wird, ist ein 2,43 m langes Rohr. Das Rohr wurde dann für jeden Abschnitt, der durch Verbindungsstöße getrennt war, auf die gewünschten Längen geschnitten. Die Abschnittslängen wurden durch die Vorhersage bestimmt, dass kleinere Porengrößen das Gerät schneller verstopfen würden. Längere Abschnitte wurden über den kleineren Porengrößen platziert, um Wasser zu sammeln und zu halten, um zu verhindern, dass das Gerät zerlegt werden muss, um einen Filter zu wechseln, während eine Probe im Gerät verbleibt. Für ein Filtergerät werden ein 18-Zoll-, ein 12-Zoll- und zwei 6-Zoll-Stück benötigt.
2-1/2" PVC SCH 40 Steckdosenverschraubung Versorgungshaus457-025Die Verbindungsverbindungen wurden auf PVC-Rohre geklebt, um Nylonsiebe und gemischte Zellulosemembranen aufzunehmen.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, undurchsichtig cremefarben, 12" Breite, 12" Länge, 500 Mikrometer Maschenweite, 38% offene Fläche (Packung mit 5)Kleinteile über AmazonCMN-0500-C/5PK-05 Mesh-Folienwurden in Kreise geschnitten, um dem Durchmesser des Außendurchmessers des PVC-Rohrs zu entsprechen. Die Kanten wurden verklebt, um sicherzustellen, dass kein Ausfransen entsteht. Der Durchmesser des Klebers sollte nicht in den Innendurchmesser des PVC hineinragen, damit er während der Filtration nicht beeinträchtigt wird.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, undurchsichtig weiß, 12" Breite, 12" Länge, 100 Mikrometer Maschenweite, 44% offene Fläche (5er-Pack)Kleinteile über AmazonB0043D1TB4Die Maschenfolien wurden in Kreise geschnitten, um dem Durchmesser des Außendurchmessers des PVC-Rohrs zu entsprechen. Die Kanten wurden verklebt, um sicherzustellen, dass kein Ausfransen entsteht. Der Durchmesser des Klebers sollte nicht in den Innendurchmesser des PVC hineinragen, damit er während der Filtration nicht beeinträchtigt wird.
Nylon 6 gewebte Mesh-Folie, undurchsichtiges Weiß, 12" Breite, 12" Länge, 50 Mikron Maschenweite, 37% offene Fläche (5er-Pack)Kleinteile über AmazonB0043D1SGADie Mesh-Folien wurden in Kreise geschnitten, um dem Durchmesser des Außendurchmessers des PVC-Rohrs zu entsprechen. Die Kanten wurden verklebt, um sicherzustellen, dass kein Ausfransen entsteht. Der Durchmesser des Klebers sollte nicht in den Innendurchmesser des PVC hineinragen, damit er während der Filtration nicht beeinträchtigt wird.
Gemischte Zelluloseestermembran, 0,45 μm, 142 mm, 25/pkVWR10034-914letzter Filter wurde ein gemischter Zellulosemembranfilter mit 0,45 μm verwendet. Ein großer Durchmesser wurde verwendet, um den Filter zu einem Kegel zu falten, um die Oberfläche des Filters zu vergrößern und ein Verstopfen zu verhindern.
Metallgitterkorb Teeblätter Sieb Teekannenfilter 76mm Durchmesser 3pcsUxcell via Amazona15071600ux0260Der Netzkorb diente als zusätzliche Unterstützung für den Membranfilter, um ein Reißen zu verhindern, wenn Druck von einer Vakuumpumpe ausgeübt wurde.
1/2" PVC-Steckeradapter mit WiderhakenVersorgungshaus1436-005Ein Vakuumadapter wurde hinzugefügt, um eine Vakuumfiltration im Falle einer langsamen Filtration aufgrund hoher Sedimentkonzentration zu ermöglichen.
1/2 Zoll Außendurchmesser x 3/8 Zoll Innendurchmesser x 10 Fuß PVC Durchsichtiger VinylschlauchHome Depot702229zum Verbinden der Vakuumpumpe mit dem Filtergerät verwendet wird.
YSI Professional Plus Multiparameter-Gerät mit Quatro-KabelYSI6050000Handmessgerät zur Messung zusätzlicher Parameter der Wasserqualität (z. B. Trübung, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert und gelöster Sauerstoff (DO)).
2100P Tragbares TrübungsmessgerätHach4650000Handmessgerät zur Messung der Trübung.
FEP-ausgekleidete PE-SchläucheGeotech87050529Schläuche, die mit einer perestaltischen Pumpe verwendet werden, um Wasserproben aus den gewünschten Tiefen zu sammeln.
Geopump Schlauchpumpe Serie IIGeotech91350123Pumpe zum Sammeln von Wasserproben.
Das MeiJi Techno EMZ-8TR MikroskopMicroscope.comdas EMZ8TR-PLS2Mikroskop werden verwendet, um Maschensiebe und Membranfilter zu analysieren, um verdächtige Mikroplastikteile zu filtern.
Nicolet iS10 FTIR SpektrometerThermo Electron Nordamerika912A0607FTIR zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik
Nicolet iN5 FTIR-MikroskopThermo Electron North America912A0895FTIR-Mikroskop zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik
Germanium (Ge) ATRThermo Electron North America869-174400Geranium ATR-Zubehör, das zusammen mit dem Nicolet iN5 FTIR-Mikroskop zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik verwendet wird.
Aluminium EZ-Spot Micro Mounts (Packung mit 5 Stück)Thermo Electron North America0042-545Objektträger, die zusammen mit dem Nicolet iN5 FTIR-Mikroskop verwendet werden, um verdächtiges Mikroplastik zu analysieren.
Probenobjektträger aus aluminiumbeschichtetem GlasThermo Electron North America0042-544Objektträger, die zusammen mit dem Nicolet iN5 FTIR-Mikroskop zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik verwendet werden.
Als Schlauch, der ..

Referenzen

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  2. Eriksen, M., et al. Plastic pollution in the world's oceans: More than 5 trillion plastic pieces weighing over 250,000 tons afloat at sea. PLoS One. 9 (12), e111913(2014).
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