Échantillonnage, tri et caractériser les microplastiques dans les milieux aquatiques avec les charges de sédiments en suspension haute et les gros débris flottant

Summary

La plupart des recherches microplastic à ce jour s’est produite dans les systèmes marins, où les niveaux de solides suspendus sont relativement faibles. Mise au point est maintenant passer à des systèmes d’eau douce, qui peuvent comporter des charges élevées de sédiments et débris flottants. Ce protocole traite de recueillir et d’analyser les échantillons microplastic de milieux aquatiques qui contiennent des hautes charges solides suspendues.

Abstract

L’omniprésence des débris en plastique dans l’océan est largement reconnu par les collectivités publiques, scientifiques et des organismes gouvernementaux. Cependant, seulement récemment ne microplastiques dans les systèmes d’eau douce, tels que des rivières et des lacs, ont été quantifiées. Échantillonnage de Microplastic à la surface généralement consiste à déployer des filets maillants dérivants derrière soit un bateau stationnaire ou en mouvement, ce qui limite l’échantillonnage aux environnements ayant de faibles niveaux de sédiments en suspension et des débris flottants ou immergés. Des études antérieures qui employait des filets maillants dérivants pour recueillir les débris microplastic généralement utilisant filets avec ≥300 µm maillage, permettant des débris en plastique (particules et fibres) inférieure à cette taille pour passer à travers le net et échapper de quantification. Le protocole détaillé ici permet : 1) prélèvement dans des environnements à haute suspendu charges et flottantes ou immergées débris et 2) la capture et la quantification des fibres et de particules de microplastic < 300 µm. les échantillons d’eau ont été recueillies selon une pompe péristaltique dans des contenants de polyéthylène basse densité (PE) pour être stockée avant le filtrage et l’analyse en laboratoire. Filtration a été faite avec un dispositif de filtration sur mesure microplastic contenant des joints union détachables qui abritait des tamis de maille en nylon et mélangés de cellulose filtres de membrane d’ester. Tamis de maille et membranes filtrantes ont été examinés avec un stéréomicroscope à quantifier et à séparer les fibres et particules microplastic. Ces matériaux ont été ensuite examiné en utilisant une réflexion totale atténuée micro spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (IRTF micro) pour déterminer le type de polymère de microplastic. Récupération a été mesurée par la fortification des échantillons à l’aide de bleu PE particules et fibres de nylon vert ; pourcentage de récupération a été établie à 100 % pour les particules et 92 % pour les fibres. Ce protocole guidera des études similaires sur microplastiques dans les rivières de grande vitesse avec des concentrations élevées de sédiments. Avec des modifications simples à la pompe péristaltique et filtreur, utilisateurs peuvent recueillir et d’analyser les différents volumes d’échantillon et les tailles de particules.

Introduction

Plastique fut observée dans l’océan, dès les années 1930¹. Des estimations récentes de la gamme les débris marins en plastique de plus de 243 000 tonnes métriques (TM) de plastique sur la surface des Océans à 12,7 millions de-4,8 MT de plastique entrant dans l’océan de la terre des sources chaque année de^2,3. Les premières études sur les débris marins en plastique a été consacrée macroplastics (> 5 mm de diamètre) car ils sont facilement visibles et quantifiables. Toutefois, on a récemment découvert que représentent des macroplastics < 10 % des débris en plastique, en nombre, dans l’océ....

Protocol

1. prélèvement d’échantillons de l’eau

1. Prélever des échantillons d’eau et qualité des données d’intérêt en bateau où la rivière est bien mélangée, idéalement aux endroits où le stade de rivière ou de la décharge est connu (par exemple, stations de jaugeage d’United States Geological Survey (USGS)) de l’eau. ²⁰ pour vous assurer que l’eau est bien mélangée, guider le bateau à l’aide d’un mètre de poche plongé dans la rivière où la conductivité reste relativement constante.
2. Aux sites d’échantillonnage, coordonnées d’enregistrement emplacement et profondeur. Pour trouver la profondeur de 0,6, il suffit de multiplier la....

Results

Pour valider le taux de récupération du présent protocole, trois échantillons (V₁V -₃) de la baie de Oso, Corpus Christi, au Texas (à côté de la Texas A & M University Campus de Corpus Christi), ont été fortifiés avec 10 particules PE bleus (allant de 50 à 100 µm diamètre) et des fibres de nylon vert 50 de différentes longueurs (Figure 3). TSS de l’échantillon a été calculée (Section 2), puis les échantillons filtrés en utilisant les.......

Discussion

Collection de Microplastic à l’aide de filets maillants dérivants est la méthode conventionnelle dans des environnements comme l’océan où les sédiments et les concentrations en plastique sont des volumes faibles, nécessitant ainsi une large échantillon. Cependant, filets dérivants ne sont pas toujours pratique ou sécuritaire dans les rivières avec les charges de sédiments haute et grande flottant ou débris submergés. En outre, il n’est pas possible d’utiliser un filet dérivant lorsqu’une tentative de soigneusement captur.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Conteneurs Cubitainer de 1 L, polyéthylène basse densité	VWR	89094-140	Conteneurs utilisés pour la collecte et le stockage des échantillons.
2-1/2" Clear Schedule 40 Rigid PVC Pipe	United States Plastic Corporation	34138	Le tuyau en PVC utilisé pour fabriquer l’appareil se présente sous la forme d’un tuyau de 2,43 m. Le tuyau a ensuite été coupé à la longueur souhaitée pour chaque section séparée par des joints d’union. Les longueurs de section ont été décidées en prédisant que des pores plus petits obstrueraient le dispositif plus rapidement. Des sections plus longues ont été placées au-dessus des pores plus petits pour recueillir et retenir l’eau afin d’éviter d’avoir à démonter l’appareil pour changer un filtre pendant qu’un échantillon restait dans l’appareil. Pour un appareil de filtration, un de 18 po, un de 12 po et deux de 6 po sont nécessaires.
2-1/2" PVC SCH 40 Socket Union  ;	Les joints de l’union de la maison d’approvisionnement	457-025	ont été collés à des tuyaux en PVC pour loger des tamis en nylon et des membranes de cellulose mixte.
Feuille de maille tissée en nylon 6, blanc cassé opaque, 12 » de largeur, 12 » de longueur, taille de maille de 500 microns, 38 % de surface ouverte (paquet de 5)	Petites pièces via Amazon	CMN-0500-C / 5PK-05	Les feuilles de maille ont été coupées en cercles pour correspondre au diamètre du diamètre extérieur du tuyau en PVC. Les bords ont été collés pour s’assurer qu’il n’y aurait pas d’effilochage. Le diamètre de la colle ne doit pas s’étendre dans le diamètre intérieur du PVC afin qu’il ne soit pas affecté lors de la filtration.
Feuille de maille tissée en nylon 6, blanc opaque, 12 » de largeur, 12 » de longueur, taille de maille de 100 microns, 44 % de surface ouverte (paquet de 5)	Petites pièces via Amazon	B0043D1TB4	Les feuilles de maille ont été coupées en cercles pour correspondre au diamètre du diamètre extérieur du tuyau en PVC. Les bords ont été collés pour s’assurer qu’il n’y aurait pas d’effilochage. Le diamètre de la colle ne doit pas s’étendre dans le diamètre intérieur du PVC afin qu’il ne soit pas affecté lors de la filtration.
Feuille de maille tissée en nylon 6, blanc opaque, 12 » de largeur, 12 » de longueur, taille de maille de 50 microns, 37 % de surface ouverte (paquet de 5)	Petites pièces via Amazon	B0043D1SGA	Les feuilles de maille ont été coupées en cercles pour correspondre au diamètre du diamètre extérieur du tuyau en PVC. Les bords ont été collés pour s’assurer qu’il n’y aurait pas d’effilochage. Le diamètre de la colle ne doit pas s’étendre dans le diamètre intérieur du PVC afin qu’il ne soit pas affecté lors de la filtration.
Membrane mixte d’ester de cellulose, 0,45 um, 142 mm, 25/pqt	VWR	10034-914	Un filtre à membrane de cellulose mixte de 0,45 um a été utilisé comme dernier filtre. Un grand diamètre a été utilisé pour permettre au filtre d’être plié en un cône afin d’augmenter la surface du filtre afin d’éviter le colmatage.
Panier en maille métallique Feuilles de thé Passoire Théière Filtre 76mm Dia 3pcs	Uxcell via Amazon	a15071600ux0260	Le panier en maille utilisé pour fournir un support supplémentaire au filtre à membrane afin d’éviter la déchirure lorsque la pression était appliquée par une pompe à vide.
Maison d’alimentation	l’adaptateur mâle à insert cannelé en PVC 1/2	" 1436-005	Un adaptateur à vide a été ajouté pour permettre la filtration sous vide dans le cas d’une filtration lente en raison d’une forte concentration de sédiments.
Tube en vinyle transparent en PVC de 1/2 po x 3/8 po de diamètre extérieur x 10 pi	Depot	702229	Tube utilisé pour connecter la pompe à vide au dispositif de filtration.
Appareil multiparamètre YSI Professional Plus avec câble Quatro	YSI	6050000	Appareil de mesure portable utilisé pour mesurer des paramètres supplémentaires de la qualité de l’eau (par exemple, la turbidité, la température, la conductivité, le pH et l’oxygène dissous (OD)).
2100P Turbidimètre portable	Hach	4650000	Compteur portable utilisé pour mesurer la turbidité.
Tube PE doublé de FEP	Geotech	87050529	Tube utilisé avec une pompe perestaltique pour collecter des échantillons d’eau à partir des profondeurs souhaitées.
Pompe péristaltique Geopump Series II	Geotech	91350123	Pompe utilisée pour collecter des échantillons d’eau.
Microscope MeiJi Techno EMZ-8TR	Microscope.com	EMZ8TR-PLS2	utilisé pour analyser les tamis à mailles et les filtres à membrane pour identifier les microplastiques suspects.
Spectromètre Nicolet iS10 FTIR	Thermo Electron North America	912A0607	FTIR utilisé pour analyser les microplastiques suspects.
Microscope FTIR Nicolet iN5	Thermo Electron North America	912A0895	Microscope FTIR utilisé pour analyser les microplastiques suspects.
Germanium (Ge) ATR	Thermo Electron North America	869-174400	Geranium ATR accessoire utilisé avec le microscope FTIR Nicolet iN5 pour analyser les microplastiques suspects.
Micro-montures EZ-Spot en aluminium (paquet de 5)	Thermo Electron North America	0042-545	Lames de microscope utilisées avec le microscope FTIR Nicolet iN5 pour analyser les microplastiques suspects.
Lames d’échantillon en verre revêtu d’aluminium	Thermo Electron North America	0042-544	Lames de microscope utilisées avec le microscope FTIR Nicolet iN5 pour analyser les microplastiques suspects.