Methodenartikel

Probenahme, Identifizierung und Charakterisierung von Mikroplastik, das aus der Babyflasche aus Polypropylen während des täglichen Gebrauchs frei wird

DOI:

10.3791/62545

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24. Juli 2021

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1AMBER Research Centre and Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices (CRANN), Trinity College Dublin, 2Department of Civil, Structural and Environmental Engineering, Trinity College Dublin, 3TrinityHaus, Trinity College Dublin, 4School of Chemistry, Trinity College Dublin, 5BEACON, Bioeconomy SFI Research Centre, University College Dublin

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Diese Studie beschreibt ein zuverlässiges und kostengünstiges Protokoll für die Sammlung und Erkennung von Mikroplastik aus dem täglichen Gebrauch von Kunststoffprodukten.

Zusammenfassung

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Mikroplastik (MPs) wird aufgrund des potenziellen Risikos für die menschliche Gesundheit zu einem globalen Problem. Fallstudien von Kunststoffprodukten (z. B. Einwegbecher und Wasserkocher aus Kunststoff) deuten darauf hin, dass die MP-Freisetzung während des täglichen Gebrauchs extrem hoch sein kann. Die genaue Bestimmung des MP-Freisetzungsgrades ist ein entscheidender Schritt, um die Expositionsquelle zu identifizieren und zu quantifizieren und die entsprechenden Risiken, die sich aus dieser Exposition ergeben, zu bewerten / zu kontrollieren. Obwohl Protokolle zur Messung des MP-Gehalts in Meer- oder Süßwasser gut entwickelt wurden, können die Bedingungen für Haushaltskunststoffprodukte sehr unterschiedlich sein. Viele Kunststoffprodukte sind häufig hohen Temperaturen (bis zu 100 °C) ausgesetzt und werden im täglichen Gebrauch wieder auf Raumtemperatur abgekühlt. Es ist daher von entscheidender Bedeutung, ein Probenahmeprotokoll zu entwickeln, das das tatsächliche tägliche Anwendungsszenario für jedes einzelne Produkt nachahmt. Diese Studie konzentrierte sich auf weit verbreitete Babyflaschen auf Polypropylenbasis, um ein kostengünstiges Protokoll für MP-Freisetzungsstudien vieler Kunststoffprodukte zu entwickeln. Das hier entwickelte Protokoll ermöglicht: 1) Vermeidung der potenziellen Kontamination während der Probenahme und des Nachweises; 2) realistische Umsetzung von Alltagsszenarien und genaue Sammlung der aus Babyflaschen entlassenen Abgeordneten auf der Grundlage der WHO-Richtlinien; und 3) kostengünstige chemische Bestimmung und physikalische Topographiekartierung von Abgeordneten, die aus Babyflaschen entlassen wurden. Basierend auf diesem Protokoll betrug der Rückgewinnungsprozentsatz mit Standard-Polystyrol MP (Durchmesser von 2 μm) 92,4-101,2%, während die erkannte Größe etwa 102,2% der geplanten Größe betrug. Das hier beschriebene Protokoll bietet eine zuverlässige und kostengünstige Methode für die Vorbereitung und den Nachweis von MP-Proben, die zukünftigen Studien zur MP-Freisetzung aus Kunststoffprodukten erheblich zugute kommen kann.

Einleitung

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Die meisten Kunststoffarten sind nicht biologisch abbaubar, können aber aufgrund chemischer und physikalischer Prozesse wie Oxidation und mechanischer Reibung in kleine Stückezerfallen1,2. Kunststoffteile, die kleiner als 5 mm sind, werden als Mikroplastik (MPs) klassifiziert. Abgeordnete sind allgegenwärtig und in fast jeder Ecke der Welt zu finden. Sie sind aufgrund des potenziellen Risikos für Menschen und Wildtiere zu einem globalen Problem geworden3,4. Bis heute wurden signifikante Ansammlungen von Abgeordneten bei Fischen, Vögeln, Insekten

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Protokoll

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1. Warmwasseraufbereitung

  1. Verwenden Sie für alle Hardware, die mit den Proben in Berührung kommt, sauberes Glas aus Borosilikat 3.3, um eine mögliche Kontamination zu vermeiden. Reinigen Sie alle Glaswaren gründlich.
    Achtung:Bereits vorhandene Kratzer oder Unvollkommenheiten auf Glaswaren können während des Erhitzungs- und Schüttelvorgangs Partikel freisetzen. Wir empfehlen den Benutzern, die Glaswaren zu überprüfen und die Verwendung der zerkratzten Glaswaren zu vermeiden. Unser Vergleich von Glaswaren aus verschiedenen Gläsern (wie Kalknatron und Borosilikat) zeigte, dass Borosilikat 3.3 die geringste Menge an Glaspartikeln freisetzt (k....

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Ergebnisse

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Zur Validierung dieses Protokolls wurde die Wasserprobe durch Zugabe von Standard-Polystyrol-Mikroplastikkugeln (ein Durchmesser von 2,0 ± 0,1 μm) zu DI-Wasser vorbereitet. Die hinzugefügte MP-Menge entsprach 4.500.000 Partikeln/L, was dem MP-Freisetzungsniveau von BFBs entspricht. Nach den Protokollabschnitten 2-3 wurden die Abgeordneten erfolgreich gesammelt (Abbildung 4A) und die Rückforderungsrate betrug 92,4-101,2%. Diese Rückgewinnungsrate ist vergleichbar mit einer früheren Studie übe.......

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Diskussion

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Obwohl über die Studie von Abgeordneten im Meeres- und Süßwasserbereich ausführlich berichtet wurde und das entsprechende Standardprotokoll entwickelt wurde17, ist die Untersuchung von Kunststoffprodukten des täglichen Bedarfs ein wichtiger aufstrebender Forschungsbereich. Die unterschiedlichen Umweltbedingungen von Haushaltskunststoffprodukten bedeuten, dass zusätzliche Sorgfalt und Anstrengungen erforderlich sind, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Das Studienprotokoll muss mit den realen a.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben nichts preiszugeben. Die Präsentation des Materials in dieser Veröffentlichung impliziert nicht die Äußerung irgendeiner Meinung seitens des Trinity College Dublin über bestimmte Unternehmen oder Produkte bestimmter Hersteller und bedeutet nicht, dass sie vom Trinity College Dublin gegenüber anderen ähnlicher Art befürwortet, empfohlen, kritisiert oder anderweitig unterstützt, empfohlen, kritisiert oder anderweitig unterstützt werden. Irrtümer und Auslassungen ausgenommen. Es wurden alle angemessenen Vorkehrungen getroffen, um die in dieser Veröffentlichung enthaltenen Informationen zu überprüfen. Das veröffentlichte Material wird jedoch ohne jegliche ausdrückliche oder stillschweigende Gewährleistung verbreitet. Die Verantwortung für die Interpretation und Verwendung des Materials liegt beim Leser. In keinem Fall haftet Trinity College Dublin für Schäden, die sich aus seiner Nutzung ergeben.

Danksagungen

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Die Autoren schätzen Enterprise Ireland (Förderkennzeichen CF20180870) und Science Foundation Ireland (Fördernummern: 20/FIP/PL/8733, 12/RC/2278_P2 und 16/IA/4462) für finanzielle Unterstützung. Wir erkennen auch die finanzielle Unterstützung des School of Engineering Scholarship am Trinity College Dublin und des China Scholarship Council (201506210089 und 201608300005) an. Darüber hinaus schätzen wir die professionelle Hilfe von Prof. Sarah Mc Cormack und Technikerteams (David A. McAulay, Mary O'Shea, Patrick L.K. Veale, Robert Fitzpatrick und Mark Gilligan usw.) der Trinity Civil, Structural and Environmental Department und des AMBER Research Centre.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
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VakuumpumpeILMVAC GmbH105697Zur Filterung der Wasserprobe
aus

Referenzen

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  1. Law, K. L., Thompson, R. C. Microplastics in the seas. Science. 345 (6193), 144-145 (2014).
  2. Thompson, R. C., et al. Lost at sea: where is all the plastic. Science. 304 (5672), 838(2004).
  3. Coburn, C.

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Schlagwörter

PolypropylenflaschenIdentifizierung von MikroplastikCharakterisierung von MikroplastikMembranfiltrationRaman SpektroskopieRasterkraftmikroskopieProbenvorbereitungmenschliche Mikroplastikexposition

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