Name: יצירת מיקרו-וננו-פלסטיק מסרטי פלסטיק חקלאיים לתעסוקה במחקרי יסוד (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-07-27T14:15:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: למד לייצר מיקרו-וננו-פלסטיק מסרטי פלסטיק חקלאיים באמצעות טחינה קריוגנית וטחינה רטובה. שיטה זו מספקת חומרי דמה אותנטיים למחקרי זיהום פלסטיק סביבתיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה מומן על ידי מכללת הרברט לחקלאות, המחלקה להנדסת ביו-מערכות וקרקע, והברית המדעית באוניברסיטת טנסי, נוקסוויל. יתר על כן, המחברים מודים על התמיכה הכספית הניתנת באמצעות מענק USDA 2020-67019-31167 עבור מחקר זה. חומרי ההזנה הראשוניים להכנת MNPs של סרט חיפוי מתכלה מבוסס PBAT סופקו בחביבות על ידי BioBag Americas, Inc. (Dunevin, FL, ארה"ב), וכדורי PBAT על ידי Mobius, LLC (לנואר סיטי, טנסי).

למחברים אין מה לחשוף.

שיטה זו מתארת תהליך יעיל שתואר לראשונה בפרסום קודם29, להכנת MNPs שמקורם בכופתיות ויריעות חיפוי למחקרים סביבתיים. תהליך הקטנת הגודל כלל קירור קריוגני (לסרט בלבד), כרסום יבש ושלבי השחזה רטובים, לייצור MNPs מודל. יישמנו שיטה זו כדי להכין MNPs ממגוון רחב של חומרי הזנה פולימריים, כולל פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE), פוליבוטיראט אדיפט-קו-טרפתלט (PBAT), וחומצה פולילקטית (PLA)29 (Astner et al., כתב יד בהכנה). עם זאת, עבור LDPE, רק כדורים יכולים לשמש חומרי הזנה; לא ניתן היה לעבד סרט...

בעשורים האחרונים, הייצור העולמי הגובר במהירות של פלסטיק וסילוק לא תקין והיעדר מיחזור של פסולת פלסטיק הובילו לזיהום סביבתי שהשפיע על מערכות אקולוגיות ימיות ויבשתיות 1,2,3. חומרים פלסטיים חיוניים לחקלאות בת זמננו, במיוחד לגידול ירקות, פירות קטנים וגידולים מיוחדים אחרים. השימוש בהם כסרטי חיפוי, כיסויי מנהרות גבוהים ונמוכים, סרט טפטוף ויישומים אחרים נועד לשפר את היבול ואת איכותו, להפחית את עלויות הייצור ולקדם שיטות חקלאות בנות קיימא 4,5. עם זאת, התעסוקה המתרחבת של "פלסטיקולטורה" העלתה חששות לגבי היווצרות, הפצה ושימור של חתיכות פלסטיק בסביבות חקלאיות. לאחר תהליך פיצול מתמשך הנגרם על ידי התפכחות סביבתית במהלך חיי השירות, שברי פלסטיק גדולים יותר יוצרים מיקרו וננו-פלסטיק (MNPs), אשר נשארים בקרקע או נודדים לנתיבי מים סמוכים באמצעות נגר מים ורוח 6,7,8. גורמים סביבתיים כגון קרינה אולטרה סגולה (UV) דרך אור השמש, כוחות מכניים של מים וגורמים ביולוגיים מפעילים התפשטות פלסטיק של פלסטיק המפוזר בסביבה, וכתוצאה מכך פירוק של שברי פלסטיק גדולים יותר לחלקיקי פלסטיק מאקרו או מזו 9,10. איחוי נוסף יוצר מיקרופלסטיק (MPs) וננו-פלסטיק (NPs), המשקף חלקיקים בגודל ממוצע (קוטר נומינלי; דפ) של 1-5000 מיקרומטר ו 1-1000 ננומטר, בהתאמה11. עם זאת, מגבלת d p העליונה עבור NPs (כלומר, גבול תחתון עבור חברי פרלמנט) אינה מוסכמת באופן אוניברסלי ובמספר מאמרים, זה מופיע כ- 100 ננומטר12.
MNPs מפסולת פלסטיק מהווים איום גלובלי מתפתח על בריאות הקרקע ושירותי המערכת האקולוגית. ספיחה של מתכות כבדות ממים מתוקים על ידי חברי פרלמנט הובילה לריכוז גבוה פי 800 של מתכות כבדות בהשוואה לסביבה13. יתר על כן, חברי פרלמנט במערכות אקולוגיות ימיות מציבים גורמי עקה ומזהמים מרובים על ידי שינוי חדירת האור, גרימת דלדול חמצן וגרימת הידבקות לבוטה שונים, כולל חדירה והצטברות באורגניזמים ימיים14.
מחקרים אחרונים מצביעים על כך ש-MNPs יכולים להשפיע על הגיאוכימיה של הקרקע ועל הביוטה, כולל קהילות מיקרוביאליות וצמחים15,16,17. יתר על כן, NPs מאיימים על מארג המזון17,18,19,20. מאחר ש-MNPs עוברים בקלות הובלה אנכית ואופקית בקרקע, הם יכולים לשאת מזהמים נספגים כגון חומרי הדברה, פלסטייזרים ומיקרואורגניזמים דרך האדמה אל מי תהום או מערכות אקולוגיות ימיות כגון נהרות ונחלים21,22,23,24. פלסטיק חקלאי קונבנציונלי כגון יריעות חיפוי עשוי מפוליאתילן, אשר יש להסיר מהשדה לאחר השימוש ולהשליך במזבלות. עם זאת, הסרה לא שלמה מובילה להצטברות משמעותית של פסולת פלסטיק בקרקעות 9,25,26. לחלופין, בולי פלסטיק מתכלים בקרקע (BDMs) מיועדים להיות מעובדים בקרקע לאחר השימוש, שם הם יתפרקו עם הזמן. עם זאת, BDMs נמשכים באופן זמני באדמה ובהדרגה מתפרקים ומתפרקים לחברי פרלמנטו-NPs 9,27.
מחקרים אקוטוקסיקולוגיים סביבתיים וגורליים רבים משתמשים בחומרי מודל אידיאליים ולא מייצגים של חברי פרלמנט ו-NPs. ה- MNPs הפונדקאיים הנפוצים ביותר הם מיקרו או ננו-כדורים פוליסטירן חד-ממדיים, שאינם משקפים את ה- MNPs בפועל המתגוררים בסביבה12,28. כתוצאה מכך, הבחירה של חברי פרלמנט ו-NPs לא מייצגים עלולה לגרום למדידות ותוצאות לא מדויקות. בהתבסס על היעדר מודלים מתאימים של ΜNPs למחקרים סביבתיים יבשתיים, המחברים היו מוטיבציה להכין מודלים כאלה מפלסטיק חקלאי. בעבר דיווחנו על היווצרות של MNPs מ BDMs וכדורי פוליאתילן באמצעות כרסום מכני והשחזה של כדורי פלסטיק וחומרי סרט ואת המאפיינים הממדיים והמולקולריים של MNPs29. המאמר הנוכחי מספק פרוטוקול מפורט יותר להכנת MNPs שניתן ליישם באופן רחב יותר על כל סוגי הפלסטיק החקלאיים, כגון יריעות חיפוי או חומרי ההזנה הכדוריים שלהם (איור 1). כאן, כדי לשמש דוגמה, בחרנו בסרט חיפוי ובכדורים כדוריים של הפולימר המתכלה פוליבוטילן אדיפט טרפתלט (PBAT) כדי לייצג את הפלסטיק החקלאי.

<table><tbody><tr><td>צלחת אלומיניום, 150 מ"ל&nbsp;</td><td>פישר סיינטיפיק, וולת'אם, מסצ'וסטס, ארה"ב</td><td>08-732-103</td><td>ייבוש צלחת אלומיניום NPs שנאספו</td></tr><tr><td>, 500 מ"ל</td><td>VWR International, רדנור, פנסילבניה, ארה"ב</td><td>25433-018</td><td>איסוף NPs לאחר טחינה רטובה</td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td>פישר סיינטיפיק, וולת'אם, MA, ארה"ב</td><td>מיכל Centrific 228</td><td>לצנטריפוגה</td></tr><tr><td>צינור משלוח, #20, 840 ומיקרו; m</td><td>תומאס סיינטיפיק, שוודסבורו, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>3383M30</td><td>סינון של השבר הראשון במהלך הכרסום</td></tr><tr><td>צינור אספקה, #60, 250 ומיקרו; m</td><td>תומאס סיינטיפיק, שוודסבורו, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>3383M45</td><td>סינון של השבר השני (3x)&nbsp; במהלך הטחינה</td></tr><tr><td>Thermomixer,&nbsp; 5350 מיקסר</td><td>Eppendorf צפון אמריקה, אנפילד, קונטיקט, ארה"ב</td><td>05-400-200</td><td>ניתוח ניסויי סינון</td></tr><tr><td>FT-IR Spectrum Two, ספקטרומטר עם החזר כולל מוחלש (ATR)</td><td>פרקין אלמר, וולת'אם, MA, ארה"ב</td><td>L1050228&nbsp;</td><td>מדידת ספקטרום FTIR</td></tr><tr><td>זכוכית, 1000 מ"ל</td><td>DWK Life Sciences, מילוויל, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>02-555-113</td><td>ערבוב של תמיסת מים MPs לפני טחינת</td></tr><tr><td>צלחת קדמית מזכוכית</td><td>תומאס סיינטיפיק, שוודסבורו, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>3383N55&nbsp;</td><td>פלסט כריכה קדמית ל-Wiley Mini Mill</td></tr><tr><td>צנצנת זכוכית, 50 מ"ל</td><td>Uline, פלזנט פריירי, ויסקונסין, ארה"ב</td><td>S-15846P</td><td>חברי פרלמנט קולקטיביים לאחר כרסום</td></tr><tr><td>קופסת כפפות, ניאופרן</td><td>Bel-Art-SP Scienceware, וויין, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>BEL-H500290000</td><td>22 אינץ', גודל 10</td></tr><tr><td>מנתח גודל Zetasizer Nano ZS 90</td><td>Malvern Panalytical, Worcestershire, UK&nbsp;</td><td>Zetasizer Nano ZS</td><td>מדידת ננו-פלסטיק המפוזר</td></tr><tr><td>במצלמת מיקרוסקופ</td> DI-מים <td>ניקון, טוקיו, &nbsp; 108-6290, יפן</td><td>Nikon Digital Sight 10</td><td>בשילוב עם מיקרוסקופ אולימפוס לקבלת תמונות דיגיטליות</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td>אולימפוס, שינג'וקו, טוקיו, יפן</td><td>דגם SZ 61</td><td>הדמיה של MPS</td></tr><tr><td>צנצנת חנקן, צלוחיות דיואר בצורה נמוכה</td><td>קול-פאלמר, ורנון הילס, אילינוי, ארה"ב</td><td>UX-03771-23</td><td>אחסון חנקן נוזלי במהלך קירור קריוגני</td></tr><tr><td>תערובת מדויקת 200, בלנדר 12 הילוכים</td><td>אוסטר, בוקה רטון, פלורידה, ארה"ב</td><td>6684</td><td>ייזום הקטנת הגודל של סרט פלסטיק מטופל קריוגני</td></tr><tr><td>סרט PBAT, - BioAgri&trade; (מאטר-בי&רג;)</td><td>BioBag Americas, Inc, דנידין, פלורידה, ארה"ב</td><td>בעובי 0.7 מ"מ</td><td>חומר גלם ליצירת MPS ו-NPs, כדורי PBAT של סרט חיפוי חקלאי</td></tr><tr><td></td><td>Mobius, LLC, Lenoir City, TN, ארה"ב</td><td>קוטר 3 מ"מ</td><td>חומר גלם ליצירת מיקרופלסטיק (MPS) וננו-פלסטיק (NPs) שוקת כרסום וטחינה</td></tr><tr><td>צינורות צנטריפוגה מפלסטיק, 50 מ"ל</td><td>פישר סיינטיפיק, וולת'אם, MA, ארה"ב</td><td>06-443-18</td><td>צנטריפוגה של תרחיץ לאחר טחינה</td></tr> <tr><td>רטובהצנצנת פלסטיק, 1000 מ"ל, מנוקה מראש, צד ישר</td><td>פישר סיינטיפיק, וולת'אם, מסצ'וסטס, ארה"ב</td><td>05-719-733</td><td>אוסף NPs במהלך ואחרי טחינה רטובה</td></tr><tr><td>מוטות ערבוב מצולע, קוטר&oslash;=8 מ"מ, אורך=50.8 מ"מ&nbsp; &nbsp;</td><td>פישר סיינטיפיק, וולת'אם, מסצ'וסטס, ארה"ב</td><td>14-512-127</td><td>ערבוב של תמיסת MPS לפני טחינה רטובה</td></tr><tr><td>, טיטניום מלוכד</td><td>ווסטקוט, שלטון, קונטיקט, ארה"ב</td><td>13901</td><td>חיתוך חומרי הזנה ראשוניים של סרט PBAT</td></tr><tr><td>תא זכוכית מרובע עם צמצם מרובע וכובע, 12 מ"מ OD</td><td>מלברן פנליטיקל, ווסטרשייר, בריטניה&nbsp;</td><td>PCS1115</td><td>מדידת גודל חלקיקי NPs</td></tr><tr><td>תחתית נירוסטה, 3 אינץ', מחבת</td><td>Hogentogler & Co. Inc, קולומביה, מרילנד, ארה"ב</td><td>8401</td><td>לסינון לאחר כרסום Wiley-מסננת</td></tr><tr><td>נירוסטה, 3 אינץ', מס' 140 (106 ומיקרו; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, קולומביה, מרילנד, ארה"ב</td><td>1308</td><td>לסינון לאחר כרסום Wiley-מסננת</td></tr><tr><td>נירוסטה, 3 אינץ', מס' 20 (850 ומיקרו; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, קולומביה, מרילנד, ארה"ב</td><td>1296</td><td>סינון של חברי פרלמנט לאחר כרסום Wiley-מסננת</td></tr><tr><td>נירוסטה, 3 אינץ', מס' 325 (45 ומיקרו; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, קולומביה, מרילנד, ארה"ב</td><td>1313</td><td>סינון של חברי פרלמנט לאחר כרסום Wiley-מסננת</td></tr><tr><td>נירוסטה, 3 אינץ', מס' 60 (250 ומיקרו; מ)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, קולומביה, מרילנד, ארה"ב</td><td>1303</td><td>סינון חברי פרלמנט לאחר כרסום Wiley-כיסוי</td></tr><tr><td>עליון מנירוסטה, 3 אינץ'</td><td>Hogentogler & Co. Inc, קולומביה, מרילנד, ארה"ב</td><td>8406</td><td>סינון של חברי פרלמנט לאחר כרסום</td></tr><tr><td>פינצטה מנירוסטה</td><td>גלובל אינדסטריאלי, פורט וושינגטון, ניו יורק, ארה"ב</td><td>T9FB2264892</td><td>העברת חלקיקי סרט קפואים מהצנצנת לבלנדר</td></tr><tr><td>תנור ואקום, דגם 281A</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, ארה"ב</td><td>13-262-50</td><td>תנור ואקום לייבוש NPs לאחר טחינה רטובה</td></tr><tr><td>מכונת שחיקה חיכוך, Supermass Colloider</td><td>Masuko Sangyo, טוקיו, יפן</td><td>MKCA6-2J</td><td>מכונת שחיקה ליצירת NPs מ-MPS</td></tr><tr><td>אבן שחיקה רטובה, גודל חצץ: 297 &mu; מ -420 &mu; m</td><td>Masuko Sangyo, טוקיו, יפן</td><td>MKE6-46DD</td><td>אבן שחיקה ליצירת NPs מ-MPS</td></tr><tr><td>Wiley Mini Mill, טחנת חיתוך סיבובית</td><td>Thomas Scientific, Swedesboro, NJ, USA</td><td>NC1346618</td><td>הקטנת גודל של כדורים וסרטים ל-MPS ו-NPs</td></tr> <tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>FTIR-Spectroscopy software</td><td>Perkin Elmer, Waltham, MA, USA</td><td>Spectrum 10&nbsp;</td><td>אוסף ספקטרום מהפלסטיק הראשוני, MPS ו-NPs</td></tr><tr><td>תמונה J, תוכנית עיבוד תמונה</td><td>המכונים הלאומיים לבריאות, בת'סדה, מרילנד, ארה"ב</td><td>גרסה 1.53n</td><td>ניתוח תמונות דיגיטליות שהתקבלו ממיקרוסקופיה&nbsp;</td></tr><tr><td>תוכנת מיקרוסקופ, תוכנת ds-fi1</td><td>Malvern Panalytical , Malvern, UK</td><td>קושחה DS-U1 Ver3.10</td><td>הקלטת תמונות דיגיטליות</td></tr><tr><td>Microsoft, Windows, &nbsp; Excel 365, תוכנת גיליון אלקטרוני</td><td>מיקרוסופט, רדמונד, וושינגטון, ארה"ב</td><td>Office 365</td><td>חישוב גודל החלקיקים הממוצע ויצירת תמונות ספקטרום FTIR</td></tr><tr><td>תוכנת JMP, תוכנה סטטיסטית</td><td>SAS Institute Inc., Cary, NC, 1989-2021</td><td>גרסה 15</td><td>ניתוח סטטיסטי של גודל החלקיקים וביצוע ההתאמה הטובה ביותר של מערך הנתונים</td></tr><tr>תוכנת<td>Unscrambler</td><td>Camo Analytics, אוסלו, נורווגיה</td><td>גרסה 9.2</td><td>נורמליזציה והמרה של ספקטרום FTIR ל-.csv fromat</td></tr></tbody></table>

יצירת מיקרו-וננו-פלסטיק מסרטי פלסטיק חקלאיים לתעסוקה במחקרי יסוד

Forming Micro-and Nano-Plastics from Agricultural Plastic Films for Employment in Fundamental Research Studies

מיקרופלסטיק (MPs) וננו-פלסטיק (NPs) המפוזרים במערכות אקולוגיות חקלאיות עלולים להוות איום חמור על הביוטה בקרקע ובנתיבי מים סמוכים. בנוסף, כימיקלים כמו חומרי הדברה שנספגים על ידי NPs יכולים לפגוע באורגניזמים בקרקע ועלולים להיכנס לשרשרת המזון. בהקשר זה, שימוש חקלאי בפלסטיק כגון יריעות חיפוי מפלסטיק תורם באופן משמעותי לזיהום הפלסטיק במערכות אקולוגיות חקלאיות. עם זאת, רוב המחקרים הבסיסיים על גורל ורעילות אקולוגית משתמשים בחומרי MP אידיאליים ומייצגים בצורה גרועה, כגון מיקרוספרות פוליסטירן.
לכן, כפי שמתואר כאן, פיתחנו הליך רב-שלבי בקנה מידה מעבדתי כדי ליצור באופן מכני חברי פרלמנט ו-NPs מייצגים למחקרים כאלה. החומר הפלסטי הוכן מסרטי חיפוי פלסטיק מסחריים של פוליבוטיראט אדיפט-קו-טרפתלט (PBAT) שהוטבעו באמצעות טיפול קריוגני (CRYO) או בליה סביבתית (W), ומכדורי PBAT שלא טופלו. החומרים הפלסטיים טופלו לאחר מכן על ידי כרסום מכני ליצירת חברי פרלמנט בגודל של 46-840 מיקרומטר, המחקים את השחיקה של שברי פלסטיק על ידי רוח ומכונות מכניות. לאחר מכן סוננו חברי הפרלמנט למספר שברים בגודל כדי לאפשר ניתוח נוסף. לבסוף, חלק המסננת של 106 מיקרומטר היה נתון לטחינה רטובה כדי ליצור NPs של 20-900 ננומטר, תהליך המחקה את תהליך הפחתת הגודל האיטי עבור חברי פרלמנט יבשתיים. הממדים והצורה של MPs נקבעו באמצעות ניתוח תמונה של סטריאומיקרוגרפים, ופיזור אור דינמי (DLS) שימש להערכת גודל החלקיקים עבור NPs. חברי פרלמנט ו- NPs שנוצרו בתהליך זה היו בעלי צורות לא סדירות, אשר עולה בקנה אחד עם התכונות הגיאומטריות של חברי פרלמנט שהתאוששו משדות חקלאיים. בסך הכל, שיטת הקטנת גודל זו הוכחה כיעילה ליצירת חברי פרלמנט ו-NPs המורכבים מפלסטיק מתכלה כגון פוליבוטילן אדיפט-קו-טרפתלט (PBAT), המייצג חומרי חיפוי המשמשים לייצור גידולים חקלאיים מיוחדים.

כדי לאמת את שיטת הפרוצדורה הניסויית ואת הניתוח, חברי פרלמנט ו- NPs נוצרו מכדורים וחומרי פילם והושוו לפי גודל וצורה באמצעות תמונות מיקרוסקופיות. השיטה המתוארת באיור 1 יצרה ביעילות חברי פרלמנט ו-NPs מכדורי פלסטיק מתכלים ומסרטים; זה הושג באמצעות קירור קריוגני, כרסום, טחינה רטובה ואפיון. הצעד הראשון היה מיותר עבור סרטים עם מזג אוויר סביבתי מכיוון שבליה גרמה להבלטה (Astner et al., לא פורסם). גלולות היו גם נתונות ישירות לטחינה ללא טיפול מקדים קריוגני. לאחר הכרסום, חלקיקים חולקו באמצעות ניפוי לארבע...

אנו מראים את ההיווצרות והאפיון הממדי של מיקרו וננו-פלסטיקים (MPs ו-NPs, בהתאמה) באמצעות תהליך מדורג של כרסום מכני, השחזה וניתוח הדמיה.

Microplastics (MPs) and nanoplastics (NPs) dispersed in agricultural ecosystems can pose a severe threat to biota in soil and nearby waterways. In ...

אנטון אסטנר:פרוטוקול זה מתאר הכנה של מיקרו וננו-פלסטיק מהונדסים שמקורם במגוון רחב של מאגרי הזנה פולימריים, כגון כדורים וסרטים המייצגים חומרי מודל אותנטיים. שיטה זו יוצרת ביעילות מיקרו-ננו-פלסטיק באמצעות הליך מכני פשוט הכולל כרסום קריוגני, חלחול וטחינה רטובה שיכולים לשמש חומר פונדקאי למחקרים סביבתיים. כדי להתחיל לשלוף קצף מגליל ולחתוך קצף P B A T לרצועות עם חותך נייר מראש להשרות שברים במים deionized במשך 10 דקות ולהעביר את חומר הקצף לתוך מיכל קריוגני.הוסיפו באיטיות 200 מיליליטר של חנקן נוזלי למיכל קריוגני והעבירו שברי קצף ספוגים מראש או כדוריות בזהירות לתוך המיכל הקריוגני עם פינצטה מפלדה. לאחר מכן, להעביר שברי קצף קפוא או גלולות לתוך בלנדר ולעבד במשך 10 שניות. מוסיפים 400 מיליליטר של מי DI ומערבבים את קצף המים במשך חמש דקות.מעבירים את השפריץ לתוך משפך בוכנר עם פילטר ומורחים ואקום למשך שעה. לאחר מכן מעבירים את הדגימה עם המשפך לתנור ואקום. יבש ב 30 מעלות צלזיוס במשך 48 שעות לפחות.שוקלים דגימות סרט פולימרי או גלולה ומעבירים לצנצנת זכוכית של 50 מיליליטר. מניחים את צינור המסירה המלבני עם זרע רשת של 20 בחריץ שלפני החלב המסתובב והרימו את צינור המשלוח עד שהוא פוגע בסיכת המניות. מקם את צלחת הזכוכית מעל פני תאי הטחינה והצמיד אותה באמצעות המהדק המתכוונן.לאחר מכן מניחים צנצנת זכוכית של 50 מיליליטר מתחת לשקע הטחנה. מקמו את תמיכת הזרוע הצדדית המחליקה על הטחנה מעט מחוץ למרכז הזכוכית הקדמית והדקו עם הבריח העצבי. הכנס את משפך הופר על גבי הטחנה לתוך הפתח של תא הטחינה העליון.חבר כבל קו לשקע חשמל ולחץ על מתג הכבל כדי להתחיל את פעולת הטחנה. הזן את הדגימה באיטיות והוסף את האצווה הבאה של שברי סרט או גלולה לאחר שהרעש הנשמע פוחת. לאחר עיבוד הסרט או שברי הכדורים, לחץ על מתג הכבל כדי להפסיק את פעולת הטחנה למשך כ-20 דקות כדי להתקרר.מנקים את תא החיתוך בעזרת מרית ומברשת זיפים ואוספים חלקיקים בצנצנת הזכוכית. הסר את צינור המסירה של 20 רשת 840 מיקרומטר והחלף אותו בצינור המסירה של 60 רשת. עם השלמת האצווה הראשונה להציג מחדש את החומר שנאסף לתוך הופר הטחנה.בצע את אותו הליך עבור שבר כרסום מחית 60. לשחזר את החלקיקים הנותרים בתא ולהוסיף אותם לחלק העיקרי שנאסף. הכינו מעט מיקרופלסטיק.התחילו בלקיחת מים לתוך זכוכית והכניסו מוט ערבוב. הציגו שמונה גרם של חלק פלסטיק שנאסף 250 מיקרומטר. מניחים את הזכוכית על צלחת ערבוב ומערבבים מגנטית במשך 24 שעות במהירות של 400 סיבובים לדקה.כדי לספוג את החלקיקים במים מעבירים את החלקיקים למיכל פלסטיק. מלאו שני מיכלי פלסטיק נוספים בקוטר אחד במים די, שישמשו לשטיפת חלקיקים חביבים על הופר המטחנה. במהלך תהליך הטחינה.מניחים אבנים בגודל 46 ירוק במטחנת החיכוך הרטובה ומהדקים את האום המרכזי. יד הדוקה עם מפתח ברגים של 17 מילימטר מוסיפה את ההופר למעלה ומהדקת את ארבעת הברגים עם מפתח אלן של חמישה מילימטרים. מניחים צנצנת איסוף פלסטיק של ליטר אחד מתחת לשקע של המתנגש.מניחים דלי ריק שני של ליטר אחד ליד השקע שישמש להחלפה בזמן העיבוד. הפעל את הכוח וכוונן בזהירות את מרווח המדידה על ידי סיבוב גלגל הכוונון בכיוון השעון, המתאים לתזוזה חיובית של 0.10 מיקרומטר ממצב אפס עד לשמיעת אבני הטחינה נוגעות. לאחר מכן, כוונן את טבעת המדידה הגמישה לאפס וסובב את הגלגל נגד כיוון השעון באופן מיידי.כברירת מחדל, המהירות מותאמת ל 1500 סיבובים לדקה. סובבו את גלגל הכוונון בכיוון השעון עד שהאבנים נוגעות וממלאות בעדינות את השקע הננופלסטי של המים לתוך ההופר. להקטין את הפער ללא הרף למד סליקה של 2.0 שלילי המתאים לתזוזה שלילית של 0.20 מיקרומטר ממיקום האפס לאחר הצגת ה-slurry.לאסוף את slurry על ידי החלפת דליי האיסוף. ברגע שרמת המילוי והדלי עולה על 0.5 ליטר אוספים ומחזירים את החלקיקים למטחנה בין פי 30 ל-60. המעברים גורמים לגודל חלקיקים קטן יותר.שטפו חלקיקים חביבים על ההופר עם בקבוק המים DI המוכן כדי לאפשר ערבוב מתאים בזמן העיבוד. משחזרים את התסיסה ומערבבים במשך ארבע שעות ב-400 סיבובים לדקה בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס כדי לאפשר לה להתערבב היטב ולתת לסלורי לעמוד במשך 48 שעות כדי להתייצב. הניתוח המספרי חשף את התפלגות גודל החלקיקים הדו-ממדיים עבור ננו-פלסטיק המיוצר משני מלאי המזון.אוכלוסיות החלקיקים העיקריים של ננו-פלסטיק ממשטחי P B A T היו בערך 79 ו-530 ננומטר, וערכי צפיפות המספרים המקבילים היו 25 ו-5% בהתאמה. מאידך גיסא, ננו-פלסטיקים שמקורם בקצף P B A T היו בעלי גודל מקסימלי של כ-50 ו-106 ננומטר עם ערכי תדירות צפיפות מספרים תואמים של 11 ו-10% בהתאמה. תוצאות FTIR R עבור P B A T Nanoplastics מצביעות על ירידה מובהקת בערכי הספיגה בין 980 ל-1200 ס"מ הופכי המשקפים את רכיב העמילן השטיפה במהלך טחינה רטובה.בהתאם לתצפיות המחקר הקודם אנטון אסטנר:להיווצרות מיקרופלסטיק מסרט פלסטיק וכדוריות טיפול מקדים קריוגני משרה שפריצות לפלסטיק. הוא מחקה את ההשפעה של בליה סביבתית אך לא בצורה מושלמת, מה שמאפשר איחוי מואץ. הליך כרסום הקריו בשילוב עם תהליך הטחינה הרטובה מאפשר עיבוד של מלאי הזנה מפלסטיק רבים ושונים ליצירת מיקרו-פלסטיק אותנטי המשמש במחקרי סביבה.

forming-micro-nano-plastics-from-agricultural-plastic-films-for

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

סרטי פלסטיק שכותרתו "מתכלה" זמינים מסחרי לשימוש חקלאי כmulches. עבוד האדמה מייצגת שיטת סילוק אטרקטיבית, אבל השפלה בתנאי שדה הוא הבין היטב. מטרתו של מחקר זה הייתה לפתח שיטות לבידוד פטריות וחיידקים אדמת מולדת שליישב סרטים מאלצים פלסטיק לאחר קבורת שדה.

בידוד של מיקרואורגניזמים באדמה אינדיאני עם פוטנציאל לפירוק סרטים מאלצים פלסטיק מתכלים המשמש בחקלאות

הפרוטוקול שלהלן מתאר את המתודולוגיה: דגימת חלקיקים על פני הים, הפרדת זיהוי חלקיקי פלסטיק והכימי של חלקיקים. פרוטוקול זה עולה בקנה אחד עם ההמלצות לניטור חלקיקים בהוצאה בתת הטכנית MSFD על זבל ימי.

פרוטוקול עבור דגימת חלקיקים על פני הים וניתוח לדוגמא

Microplastics לפעול כמו וקטור של מזהמים אורגניים רעילים פוטנציאליים עם השפעות בלתי צפויות. פרוטוקול זה מתאר מתודולוגיה חלופית להערכת רמות של חומרי הדברה organochlorine adsorbed על כדורי פלסטיק וזיהוי המבנה הכימי הפולימר. ההתמקדות היא על מיצוי נוזל בלחץ ו מוחלש סך ההחזרה פורייה להפוך ספקטרוסקופית אינפרא אדום.

הפקת חומרי הדברה אורגנוכלורינים מפלסטיק וגלגול סוג פלסטיק

רוב המחקרים microplastic לתאריך אירעה במערכות ימיות איפה מושעה מוצקים רמות נמוכות יחסית. המוקד עכשיו הסטה ל מערכות מים מתוקים, אשר ייתכן כוללים המון משקעים גבוהה ופסולת צף. פרוטוקול זה מטפל איסוף וניתוח microplastic דגימות סביבות הימית המכילים גבוהה המון מוצק על תנאי.

דגימה, מיון של אפיון Microplastics בסביבות מימיות עם המון משקעים מושעה גבוהה ופסולת צף גדול

מחקר זה פירט פרוטוקול אמין וחסכוני לאיסוף וזיהוי מיקרופלסטיק מהשימוש היומיומי במוצרי פלסטיק.

דגימה, זיהוי ואפיון של מיקרופלסטיק שחרור מבקבוק האכלה לתינוק פוליפרופילן במהלך השימוש היומי

מוצגת כאן שיטה למיצוי מיקרופלסטיק מהאדמה וזיהוי סוגי הפולימרים שלהם. השיטה עברה אופטימיזציה לביצוע, ישימות וחסכוניות. הוא מניח בסיס מדעי לסטנדרטיזציה של השיטה האנליטית לזיהוי מיקרופלסטיק בקרקעות.

הפרדה וזיהוי של מיקרופלסטיק קונבנציונלי מקרקעות חקלאיות

מתוארת כאן שיטה לכימות מיקרו וננו-פלסטיק שמקורו בפוליבוטילן אדיפט טרפתלט בקרקע באמצעות ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית. טכניקה זו משפרת את המתודולוגיה הקיימת מכיוון שהיא משתרעת על כימות של ננו-פלסטיק וניתן להתאים אותה בקלות לעיבוד דגימות סביבתיות בכמויות גדולות.

כימות מיקרו-פלסטיק וננו-פלסטיק מבוססי פוליבוטילן אדיפט טרפתלט מהקרקע באמצעות ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית גרעינית של פרוטון

פרוטוקול זה מציג שיטה ניתנת להרחבה להמרת פסולת מזון לביו-פלסטיק מתכלה (PHA). הוא משתמש בעיכול אנאירובי עצור לטיפול מקדים בפסולת מזון, תסיסה מיקרוביאלית הלופילית לביוסינתזה של PHA, ותהליך נטול כימיקלים במורד הזרם לשחזור PHA.

גישה ניתנת להרחבה צעד אחר צעד של ייצור ביו-פלסטיק בר קיימא מפסולת מזון

כאן, אנו מספקים תיאור מפורט של דגימת מי תהום מקידוח לניתוח מיקרופלסטיק באמצעות מערכת דגימה מוגנת בפטנט שפותחה למטרה זו. הפרוטוקול מפרט את השיטות לדגימת מיקרופלסטיק מקידוחים, כמו גם את ההפרדה והזיהוי הכימי של מיקרופלסטיק.

דגימה וזיהוי של מיקרופלסטיק במי תהום

הגישה ליתוגרפיה micropunching מפותח כדי ליצור מיקרו submicron דפוסי למעלה, דפנות ומשטחים התחתון של פולימר מצעים. הוא מתגבר על המכשולים של דפוסים מנהלת פולימרים ויצירת דפוסי דפנות. שיטה זו מאפשרת ייצור מהיר של תכונות מרובות ללא כימיה אגרסיבי.

Micropunching ליתוגרפיה לייצור מיקרו submicron דפוסי פולימר על מצעים

למד לייצר מיקרו-וננו-פלסטיק מסרטי פלסטיק חקלאיים באמצעות טחינה קריוגנית וטחינה רטובה. שיטה זו מספקת חומרי דמה אותנטיים למחקרי זיהום פלסטיק סביבתיים.

יצירת מיקרו-וננו-פלסטיק מסרטי פלסטיק חקלאיים לתעסוקה במחקרי יסוד

גלה סרטונים נוספים