Muestreo, clasificación y caracterización de Microplastics en ambientes acuáticos con cargas de sedimento en suspensión alta y basura flotante grande

Summary

Mayoría de microplastic la investigación hasta la fecha se ha producido en los sistemas marinos donde son relativamente bajos niveles sólidos suspendidos. Enfoque está ahora cambiando a sistemas de agua dulce, que pueden presentar sedimentos altas cargas y residuos flotantes. Este protocolo trata de recolectar y analizar muestras de microplastic de ambientes acuáticos que contienen altas cargas sólidas suspendidas.

Abstract

La presencia ubicua de los desechos plásticos en el océano es ampliamente reconocida por las comunidades científicas, públicas y agencias gubernamentales. Sin embargo, sólo recientemente microplastics en sistemas de agua dulce, como ríos y lagos, se han cuantificado. Microplastic toma de muestras en la superficie generalmente consiste en desplegar redes a la deriva detrás de ya sea una embarcación estacionaria o en movimiento, que limita la toma de muestras en ambientes con bajos niveles de sedimentos y desechos flotantes o sumergidos. Estudios previos que emplean redes de deriva para recoger desechos de microplastic típicamente utilizan redes con ≥300 μm tamaño de acoplamiento, permitiendo plástico residuos (partículas y fibras) por debajo de este tamaño para pasar a través de la red y escapan a la cuantificación. El protocolo aquí detallada permite: 1) de la muestra colección en ambientes con alta suspendido cargas y flotantes o sumergidos escombros y 2) la captación y cuantificación de fibras y partículas microplastic < 300 μm. muestras de agua fueron recogidos usando un bomba peristáltica en envases de polietileno de baja densidad (PE) para almacenarse antes de filtrado y análisis en el laboratorio. Filtración se realizó con un dispositivo de filtración de microplastic por encargo con las juntas de Unión desmontables que albergaba tamices de malla de nylon y mixto celulosa filtros de membrana de éster. Tamices de malla y filtros de membrana fueron examinados con un estereomicroscopio para cuantificar y separar las fibras y las partículas microplastic. Estos materiales fueron examinados luego con una reflectancia total atenuada micro espectrómetro infrarrojo de transformada de Fourier transforman (micro ATR-FTIR) para determinar el tipo de polímero de microplastic. Recuperación se midió por clavar las muestras utilizando azul PE partículas y fibras de nylon verde; recuperación por ciento fue determinada para ser 100% para las partículas y el 92% de las fibras. Este Protocolo será guía de estudios similares en microplastics en ríos de alta velocidad con altas concentraciones de sedimentos. Con modificaciones simples a la bomba peristáltica y dispositivo, los usuarios pueden recopilar y analizar varios volúmenes de muestra y los tamaños de partículas.

Introduction

Plástico se observó por primera vez en el océano desde la década de 1930¹. Estimaciones recientes de la gama de desechos plásticos marinos más de 243.000 toneladas métricas (MT) de plástico en la superficie del océano a 4.8-12,7 millones de toneladas de plástico en el océano de terrestre fuentes anualmente^2,3. Los primeros estudios sobre desechos marinos de plástico centraron en macroplastics (> 5 mm de diámetro) ya que son fácilmente visibles y cuantificables. Sin embargo, recientemente se descubrió que macroplastics representar < 10% de los desechos plásticos, por cuenta, en el océano....

Protocol

1. el agua recogida de la muestra

1. Recoger muestras de agua y el agua datos de calidad de interés en barco donde el río está bien mezclado, en lugares donde río etapa o descarga es conocida (por ejemplo, estaciones de aforos de United States Geological Survey (USGS)). ²⁰ para asegurar que el agua esté bien mezclado, guía el barco con un medidor de mano sumergido en el río a donde conductividad permanece relativamente constante.
2. En los sitios de muestreo, registro de ubicación de coordenadas y profundidad. Para encontrar la profundidad de 0.6, simplemente multiplica la profundidad total por 0.6. Medir parámetros de ca....

Results

Para validar los índices de recuperación de este protocolo, tres muestras (V₁V -₃) de la bahía de Oso, de Corpus Christi, Texas (adyacente a la Texas A & M Universidad de Corpus Christi), se añadieron 10 partículas PE azul (que van desde 50-100 μm en diámetro) y 50 fibras de nylon verde de varias longitudes (figura 3). TSS de muestra fue calculado (sección 2) y luego las muestras fueron filtradas utilizando los métodos descritos en l.......

Discussion

Colección de Microplastic, utilizando redes de deriva es el método convencional en entornos como el océano donde sedimentos y las concentraciones de plástico son muestra baja, así que requieren grandes volúmenes. Sin embargo, redes de deriva no son siempre prácticas o seguro en ríos con sedimento alta cargas y flotantes grandes o restos sumergidos. Además, no es factible utilizar una red de deriva cuando intentar bien capturar y cuantificar microplastic materiales, particularmente las fibras, como redes más utilizadas pa.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Contenedores Cubitainer de 1 litro, polietileno de baja densidad	VWR	89094-140	Contenedores utilizados para recoger y almacenar muestras.
Tubo de PVC rígido transparente de 2-1/2" Schedule 40	United States Plastic Corporation	34138	El tubo de PVC utilizado para fabricar el dispositivo viene como un tubo de 2,43 m. A continuación, la tubería se cortó a las longitudes deseadas para cada sección separada por uniones de unión. Las longitudes de las secciones se decidieron prediciendo que los tamaños de poro más pequeños obstruirían el dispositivo más rápido. Se colocaron secciones más largas sobre los tamaños de poro más pequeños para recolectar y retener agua para evitar la necesidad de desmontar el dispositivo para cambiar un filtro mientras una muestra permanecía en el dispositivo. Para un dispositivo de filtración, se necesita una pieza de 18 pulgadas, una de 12 pulgadas y dos de 6 pulgadas.
2-1/2" PVC SCH 40 Unión de zócalo	la casa de suministros	457-025	se pegaron a la tubería de PVC para alojar tamices de nylon y membranas mixtas de celulosa.
Lámina de malla tejida de nailon 6, blanquecina opaca, 12" de ancho, 12" de largo, tamaño de malla de 500 micras, 38% de área abierta (paquete de 5)	Piezas pequeñas a través de Amazon	CMN-0500-C/5PK-05	Las láminas de malla se cortaron en círculos para que coincidieran con el diámetro exterior de la tubería de PVC. Los bordes estaban pegados para asegurarse de que no se deshilacharan. El diámetro del pegamento no debe extenderse en el diámetro interior del PVC para que no se vea afectado durante la filtración.
Lámina de malla tejida de nailon 6, blanco opaco, 12" de ancho, 12" de largo, tamaño de malla de 100 micras, 44% de área abierta (paquete de 5)	Piezas pequeñas a través de Amazon	B0043D1TB4	Las láminas de malla se cortaron en círculos para que coincidieran con el diámetro exterior del tubo de PVC. Los bordes estaban pegados para asegurarse de que no se deshilacharan. El diámetro del pegamento no debe extenderse en el diámetro interior del PVC para que no se vea afectado durante la filtración.
Lámina de malla tejida de nailon 6, blanco opaco, 12" de ancho, 12" de largo, tamaño de malla de 50 micras, 37% de área abierta (paquete de 5)	Piezas pequeñas a través de Amazon	B0043D1SGA	Las láminas de malla se cortaron en círculos para que coincidieran con el diámetro exterior del tubo de PVC. Los bordes estaban pegados para asegurarse de que no se deshilacharan. El diámetro del pegamento no debe extenderse en el diámetro interior del PVC para que no se vea afectado durante la filtración.
Membrana de éster de celulosa mixta, 0,45 um, 142 mm, 25/paquete	VWR	10034-914	Se utilizó un filtro de membrana de celulosa mixta con 0,45 mmm como último filtro. Se utilizó un diámetro grande para permitir que el filtro se plegara en un cono para aumentar el área de superficie del filtro y evitar obstrucciones.
Cesta de malla metálica Colador de hojas de té Filtro de tetera 76 mm de diámetro 3 piezas	Uxcell a través de Amazon	a15071600ux0260	La cesta de malla utilizada para proporcionar soporte adicional al filtro de membrana para evitar que se rompa cuando se aplica presión mediante una bomba de vacío.
Adaptador macho de inserto de púas de PVC de 1/2"	Casa de suministro	1436-005	Se agregó un adaptador de vacío para permitir la filtración al vacío en el caso de filtración lenta debido a la alta concentración de sedimentos.
Diámetro exterior de 1/2 pulgada x diámetro interno de 3/8 pulgadas x 10 pies Tubo de vinilo transparente	Home Depot	702229	Tubería utilizada para conectar la bomba de vacío al dispositivo de filtración.
YSI Professional Plus Instrumento Multiparamétrico con Cable Quatro YSI		6050000	Medidor de mano utilizado para medir parámetros adicionales de la calidad del agua (por ejemplo, turbidez, temperatura, conductividad, pH y oxígeno disuelto (OD)).
Turbidímetro portátil 2100P	Hach	4650000	Medidor de mano utilizado para medir la turbidez.
Tubería de PE revestida de FEP	Geotech	87050529	Tubería utilizada con bomba perestáltica para recolectar muestras de agua de las profundidades deseadas.
Bomba peristáltica Geopump Serie II	Geotech	91350123	Bomba utilizada para recolectar muestras de agua.
Microscopio MeiJi Techno EMZ-8TR	Microscope.com	EMZ8TR-PLS2	utilizado para analizar tamices de malla y filtros de membrana para cuantificar microplásticos sospechosos.
Espectrómetro Nicolet iS10 FTIR	Thermo Electron North America	912A0607	FTIR utilizado para analizar microplásticos sospechosos.
Microscopio FTIR Nicolet iN5	Thermo Electron North America	912A0895	Microscopio FTIR utilizado para analizar microplásticos sospechosos.
Germanio (Ge) ATR	Thermo Electron North America	869-174400	Accesorio ATR de geranio utilizado junto con el microscopio Nicolet iN5 FTIR para analizar microplásticos sospechosos.
Monturas micro EZ-Spot de aluminio (paquete de 5)	Thermo Electron North America	0042-545	utilizados junto con el microscopio Nicolet iN5 FTIR para analizar microplásticos sospechosos.
Portaobjetos de muestra de vidrio recubierto de aluminio	Thermo Electron North America	0042-544	Portaobjetos de microscopio utilizados junto con el microscopio Nicolet iN5 FTIR para analizar microplásticos sospechosos.