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

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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 jährlich^2,3. 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 Ku....

Protocol

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 (

Results

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.......

Discussion

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.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1L Cubitainer-Behälter, Polyethylen niedriger Dichte	VWR	89094-140	Behälter zum Sammeln und Aufbewahren von Proben.
2-1/2" Clear Schedule 40 Hart-PVC-Rohr	United States Plastic Corporation	34138	Das 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	Versorgungshaus	457-025	Die 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 Amazon	CMN-0500-C/5PK-05 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.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, undurchsichtig weiß, 12" Breite, 12" Länge, 100 Mikrometer Maschenweite, 44% offene Fläche (5er-Pack)	Kleinteile über Amazon	B0043D1TB4	Die 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 Amazon	B0043D1SGA	Die 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/pk	VWR	10034-914	letzter 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 3pcs	Uxcell via Amazon	a15071600ux0260	Der 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 Widerhaken	Versorgungshaus	1436-005	Ein 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 Vinylschlauch	Home Depot	702229	zum Verbinden der Vakuumpumpe mit dem Filtergerät verwendet wird.
YSI Professional Plus Multiparameter-Gerät mit Quatro-Kabel	YSI	6050000	Handmessgerät zur Messung zusätzlicher Parameter der Wasserqualität (z. B. Trübung, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert und gelöster Sauerstoff (DO)).
2100P Tragbares Trübungsmessgerät	Hach	4650000	Handmessgerät zur Messung der Trübung.
FEP-ausgekleidete PE-Schläuche	Geotech	87050529	Schläuche, die mit einer perestaltischen Pumpe verwendet werden, um Wasserproben aus den gewünschten Tiefen zu sammeln.
Geopump Schlauchpumpe Serie II	Geotech	91350123	Pumpe zum Sammeln von Wasserproben.
Das MeiJi Techno EMZ-8TR Mikroskop	Microscope.com	das EMZ8TR-PLS2	Mikroskop werden verwendet, um Maschensiebe und Membranfilter zu analysieren, um verdächtige Mikroplastikteile zu filtern.
Nicolet iS10 FTIR Spektrometer	Thermo Electron Nordamerika	912A0607	FTIR zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik
Nicolet iN5 FTIR-Mikroskop	Thermo Electron North America	912A0895	FTIR-Mikroskop zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik
Germanium (Ge) ATR	Thermo Electron North America	869-174400	Geranium 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 America	0042-545	Objektträger, die zusammen mit dem Nicolet iN5 FTIR-Mikroskop verwendet werden, um verdächtiges Mikroplastik zu analysieren.
Probenobjektträger aus aluminiumbeschichtetem Glas	Thermo Electron North America	0042-544	Objektträger, die zusammen mit dem Nicolet iN5 FTIR-Mikroskop zur Analyse von verdächtigem Mikroplastik verwendet werden.