Protokoll für die Mikroplastik Probenahme auf der Meeresoberfläche und Probenanalyse

Dieses Protokoll beschreibt die Probenahme von Mikroplastik und die Probenanalyse an der Meeresoberfläche. Probenahme der Meeresoberfläche. Entfalten Sie das Mantanetz von der Seite des Schiffes aus mit einem Spinnakerbaum oder A-Frame unter Verwendung von Leinen und Karabinern.

Setzen Sie das Mantanetz außerhalb der Wake-Zone aus, um zu verhindern, dass sich Wasser ansammelt, das durch Turbulenzen in der Wake-Zone beeinträchtigt wird. Notieren Sie sich die anfänglichen GPS-Koordinaten und die Anfangszeit in dem bereitgestellten Datenblatt. Beginnen Sie, sich dreißig Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von ca. 2-3 Knoten in eine gerade Richtung zu bewegen und beginnen Sie mit der Zeitmessung.

Halten Sie das Boot nach dreißig Minuten an und notieren Sie die endgültigen GPS-Koordinaten, die Länge der Route und die durchschnittliche Bootsgeschwindigkeit in das bereitgestellte Datenblatt. Nimm das Mantanetz aus dem Wasser. Spülen Sie das Mantanetz gründlich von der Außenseite des Netzes mit Meerwasser mit einer Tauchpumpe oder Wasser aus dem Wasserbehälter des Bootes aus.

Spülen Sie in Richtung vom Manta-Maul zum Steert, um alle am Netz haften haften gebliebenen Partikel im Steert zu konzentrieren. Hinweis:Spülen Sie die Probe niemals durch die Öffnung des Netzes, um eine Kontamination zu vermeiden. Entfernen Sie den Steert sicher und sieben Sie die Probe im Steert durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 300 Mikrometern oder weniger.

Spülen Sie den Steert gründlich von außen ab und gießen Sie den Rest der Probe durch das Sieb. Wiederholen Sie diesen Schritt, bis sich keine Partikel mehr im Steert befinden. Konzentrieren Sie das gesamte Material auf dem Sieb in einem Teil des Siebes.

Spülen Sie das Sieb mit einem Trichter in ein Glas oder eine Plastikflasche mit 70 % Ethanol. Verschließen Sie die Flasche, wischen Sie sie mit Küchenpapier ab und beschriften Sie den Deckel und die Außenseite des Glases mit dem Namen und dem Datum der Probe. Abscheidung von Mikroplastik aus den Proben der Meeresoberfläche.

Wenn die Probe keine Gegenstände enthält, die größer als 25 mm sind und sauber zu sein scheinen, fahren Sie direkt mit Schritt 3 fort. Andernfalls gießen Sie die Probe durch das Sieb und entfernen Sie alle natürlichen oder künstlichen Abfallgegenstände mit einer Größe von mehr als 5 mm aus der Probe mit Hilfe einer visuellen Identifizierung und einer Pinzette. Achten Sie darauf, jeden entfernten Gegenstand vorsichtig mit destilliertem Wasser abzuspülen, um daran anhaftenden Mikroplastikmüll zu entfernen.

Lagern Sie alle natürlichen und künstlichen Abfallgegenstände in getrennten Behältern. Trocknen Sie alle natürlichen und künstlichen Abfallgegenstände in einem Exsikkator oder an der frischen Luft, aber in einer geschlossenen Schüssel, und wiegen Sie sie. Identifizieren Sie alle Abfallobjekte, die größer als 25 mm sind, gemäß der Hauptliste der Kategorien von Abfallgegenständen.

Nachdem Sie alle größeren Gegenstände entfernt haben, konzentrieren Sie alle restlichen Stücke in einem Teil des Siebs mit Spritzflaschen oder Leitungswasser. Gießen Sie die Probe mit einer Mindestmenge von 70 % Ethanol mit Hilfe eines Trichters in einen Glasbehälter. Nehmen Sie eine kleine Menge der Probe und gießen Sie sie in eine gläserne Petrischale.

Analysieren Sie die Probe mit einem Stereomikroskop und suchen Sie nach den Mikroplastikpartikeln. Wenn Sie jedes Mikroplastikpartikel finden, kategorisieren Sie es in eine der Kategorien gemäß den in Tabelle 1 gefundenen Kategorien und geben Sie es in die Petrischale oder andere Glasfläschchen, die mit dem Kategorienamen gekennzeichnet sind. Die Petrischale muss immer geschlossen sein.

Legen Sie die Petrischale unter ein Mikroskop mit Messgerät und messen Sie die Größe jedes Teilchens. Messen Sie die längste Diagonale, mit Ausnahme von Filamenten, und notieren Sie sich ihre Farbe. Wiege die Mikroplastikpartikel jeder Kategorie separat ab.

Mikroplastikpartikel müssen zuvor getrocknet werden. Wie erkennt man Mikroplastik? Keine Zellstruktur.

Ungleichmäßige gleichmäßige Dicke. Unverwechselbare Farben Seien Sie bei der Trennung von Mikroplastik aus Ihrer Probe konservativ und entfernen Sie mehr als weniger. Die tatsächliche chemische Struktur von Teilchen können wir auch später noch bestimmen.

Chemische Charakterisierung. Die abgeschwächte Reflexions-Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (ATR FT-IR) ist eine häufig verwendete Technik zur Charakterisierung von Kunststoffen. Die Materialzusammensetzung und in einigen Fällen auch das Ausmaß der Degradation können bestimmt werden.

Vor der Analyse muss das Detektionssystem mit Alkohol und einem fusselfreien Tuch gereinigt und eine spezielle Platte für kleine Partikel auf den Probenhalter aufgesetzt werden. Anschließend wird ein Hintergrundspektrum aufgenommen. Anschließend wird die Probe auf den Probenhalter gelegt und festgezogen.

Wenn die Entnahme des Probenspektrums eingeleitet wird, sendet der Detektor einen Strahl aus Infrarotlicht durch den ATR-Kristall, so dass er von der Probe in Kontakt mit der Probe reflektiert wird. Diese Reflexion dringt leicht in die Probe ein, was die Aufnahme eines Spektrums ermöglicht. Der Strahl wird dann von einem Detektor gesammelt, wenn er den Kristall verlässt, und es wird schließlich ein Spektrum erhalten.

Spektren sind für jedes Material charakteristisch, so dass es durch automatisierten Vergleich des erhaltenen Spektrums mit Spektren in einer Datenbank identifiziert wird. ATR FT-IR Mikroskop. Ein FT-IR-Mikroskop kombiniert die Funktion eines Mikroskops und eines Infrarotspektrometers.

Dies ermöglicht die Aufzeichnung eines Spektrums auf einer sehr kleinen Fläche, die für die Analyse von Mikroplastik kleiner als 1 mm geeignet ist. Das Mikroskop wird am häufigsten im ATR-Modus verwendet, obwohl auch Transmissions- und Reflexionsmodi möglich sind. Die Analyse beginnt damit, dass die Probe auf einen Glasfilter gegeben wird.

Andere Filter können verwendet werden, aber ihre polymere Natur kann die Charakterisierung beeinträchtigen. Der Filter mit der Probe wird auf dem automatischen Scantisch platziert und der Joystick wird verwendet, um die Probe zu lokalisieren und ein optisches Bild aufzunehmen. Auf diesem Bild markieren wir einen 20x20 Mikrometer großen Bereich, in dem die Probe charakterisiert wird.

Anschließend wird eine Hintergrundmessung durchgeführt, gefolgt von der Sammlung des Spektrums an der definierten Stelle. Es wird ein ATR FT-IR-Spektrum erhalten, das mit den Spektren in der Datenbank verglichen wird, um die Zusammensetzung der Probe zu identifizieren. Befund. Das beschriebene Protokoll liefert grundlegende Ergebnisse mit Mikroplastikpartikeln, die nach ihren optischen Merkmalen in 6 Kategorien eingeteilt werden.

Die erste Kategorie, und in der Regel die am häufigsten vorkommende, sind Fragmente. Diese sind starr, dick, mit scharfen, krummen Kanten und unregelmäßigen Formen. Sie erscheinen in einer Vielzahl von verschiedenen Farben.

Die zweite Kategorie sind Filme. Diese treten ebenfalls in unregelmäßigen Formen auf, sind aber im Vergleich zu Fragmenten dünn und flexibel und meist transparent. Die dritte Kategorie sind Pellets, die in der Regel aus der Kunststoffindustrie stammen.

Ihre Formen sind unregelmäßig und rund und in der Regel größer, etwa 5 mm im Durchmesser. Sie sind in der Regel auf einer Seite flach und können in verschiedenen Farben sein. Die vierte Kategorie ist Granulat.

Im Vergleich zu Pellets erscheinen sie in einer regelmäßigen runden Form und in der Regel in kleineren Größen mit einem Durchmesser von etwa 1 mm. Sie erscheinen in natürlichen Farben. Die fünfte Kategorie sind Filamente.

Sie sind neben Fragmenten die am häufigsten vorkommende Art von Mikroplastikpartikeln. Sie können kurz bis lang sein, mit unterschiedlichen Dicken und Farben. Die letzte Kategorie sind Schaumstoffe.

Oft entstehen sie aus großen Partikeln aus Styropor. Sie sind weich und unregelmäßig geformt und weiß bis gelb gefärbt. Das wichtigste gewonnene Ergebnis ist die Anzahl der Mikroplastikpartikel pro Probe.

Diese Daten können pro Quadratkilometer weiter normalisiert werden. Die Formel, die für die Normalisierung verwendet wird, ist Mikroplastikpartikel pro Probe, dividiert durch die Probenahmefläche, wobei die Fläche durch Multiplikation des Probenahmeabstands mit der Mantabreite berechnet wird. Hier sehen Sie ein Beispiel für normalisierte Daten, die in Tabelle 3 und Abbildung 1 dargestellt sind.

Darüber hinaus können Partikel mit einer Bildanalysesoftware analysiert werden. Die Ergebnisse umfassen die maximale Länge und Fläche jedes Partikels. Am Ende wird die chemische Analyse der Gesamt- oder höchstmöglichen Anzahl von Partikeln pro Probe empfohlen.

Mit Hilfe der Forier-Transformations-Infrarotspektroskopie wird ein Spektrum ausgewählter Partikel erfasst, wie in dieser Grafik zu sehen ist. Dieses Spektrum wird dann mit den Spektren aus der Softwarebibliothek verglichen. Die Endergebnisse zeigen, ob ein Partikel plastisch ist oder nicht und welche Art von Kunststoff in Bezug auf seine chemische Struktur vorhanden ist. Schlussfolgerung.

Durch die Verwendung dieses Protokolls werden genaue und zuverlässige Ergebnisse der Mikroplastikhäufigkeit auf der Meeresoberfläche erhalten und können mit anderen bestehenden Studien verglichen werden.