Campionamento, ordinamento e caratterizzando microplastiche negli ambienti acquatici con carichi di materiale solido in sospensione alta e grandi detriti galleggianti

Summary

Maggior parte della ricerca microplastic fino ad oggi si è verificato nei sistemi marini dove sono relativamente bassi livelli di solidi sospesi. Attenzione si sta ora spostando ai sistemi d'acqua dolce, che possono caratterizzato da carichi di alta sedimenti e detriti galleggianti. Questo protocollo risolve raccogliendo ed analizzando campioni di microplastic provenienti dagli ambienti acquatici che contengono carichi elevati di solidi sospesi.

Abstract

La presenza ubiquitaria di detriti di plastica nell'oceano è ampiamente riconosciuta dalla comunità scientifica, pubbliche e agenzie governative. Tuttavia, solo recentemente microplastiche nei sistemi d'acqua dolce, come fiumi e laghi, stato quantificato. Campionamento di Microplastic alla superficie solitamente consiste di distribuzione di reti da posta dietro neanche una barca fissa o in movimento, che limita il campionamento per ambienti con bassi livelli di sospese sedimenti e detriti galleggianti o sommersi. Gli studi precedenti che impiegate reti da posta derivanti per raccogliere microplastic detriti in genere utilizzato reti con ≥ 300 µm maglia, permettendo di detriti in plastica (particelle e fibre) sotto questa dimensione per passare attraverso la rete e quantificazione di eludere. Il protocollo dettagliato qui consente: 1) campionario in ambienti con alta sospesi carichi e galleggianti o sommerse detriti, 2) la cattura e la quantificazione di fibre e particelle microplastic < 300 µm. campioni di acqua sono stati raccolti utilizzando un pompa peristaltica in contenitori di polietilene a bassa densità (PE) per essere archiviati prima di filtraggio e di analisi in laboratorio. Filtrazione è stato fatto con un dispositivo di filtrazione microplastic su misura contenenti staccabili giunti di Unione che ospitava in nylon mesh setacci e misto cellulosa filtri a membrana estere. Maglia setacci e filtri a membrana sono stati esaminati con un microscopio stereoscopico a quantificare e separare le fibre e le particelle in microplastic. Questi materiali sono stati poi esaminati usando una riflettanza totale attenuata micro Fourier transform infrared spectrometer (micro ATR-FTIR) per determinare il tipo di polimero di microplastic. Recupero è stata misurata da chiodare campioni usando blu PE polveri e fibre di nylon verde; recupero percentuale è stata determinata per essere 100% per il particolato e 92% per le fibre. Questo protocollo guiderà studi simili su microplastiche nei fiumi ad alta velocità con alte concentrazioni di sedimento. Con semplici modifiche alla pompa peristaltica e dispositivo di filtrazione, gli utenti possono raccogliere e analizzare i vari volumi di campione e dimensioni del particolato.

Introduction

Plastica in primo luogo è stata osservata nell'oceano più presto 1930s¹. Stime recenti della gamma di detriti marini di plastica da oltre 243.000 tonnellate metriche (MT) di plastica sulla superficie dell'oceano a MT 4,8-12,7 milioni di plastica entrando sull'oceano da terrestre fonti annualmente^2,3. I primi studi su detriti marini plastica focalizzata sulla macroplastics (> 5 mm di diametro) come sono facilmente visibili e quantificabili. Tuttavia, recentemente è stato scoperto che rappresentano macroplastics < 10% dei detriti in plastica, dal conteggio, nell'oceano, che indica che la ....

Protocol

1. raccolta di campioni di acqua

1. Raccogliere campioni d'acqua e acqua dati di qualità di interesse in barca dove il fiume è ben mescolato, idealmente alle posizioni dove la fase di fiume o di scarico è noto (ad esempio, stazioni di misura di United States Geological Survey (USGS)). ²⁰ per assicurare che l'acqua è ben mescolata, guida la barca utilizzando un misuratore portatile immerso nel fiume dove la conducibilità rimane relativamente costante.
2. Presso i siti di campionamento, record posizione coordinate e profondità. Per trovare la profondità di 0,6, basta moltiplicare la profondità totale di 0,6. Misura parametr....

Results

Per convalidare i tassi di recupero del presente protocollo, tre campioni (V₁V -₃) dalla baia di Oso, Corpus Christi, Texas (adiacente il Texas A & M University Campus di Corpus Christi), sono stati addizionati con particolati PE 10 blu (che vanno da 50-100 µm in diametro) e 50 fibre di nylon verde di varie lunghezze (Figura 3). TSS del campione è stata calcolata (sezione 2) e quindi i campioni sono stati filtrati utilizzando i metod.......

Discussion

Microplastic raccolta utilizzando reti da posta derivanti è il metodo convenzionale in ambienti come l'oceano dove sia sedimenti e le concentrazioni di plastica sono campioni di basso, così che richiedono grandi volumi. Tuttavia, reti da posta derivanti non sono sempre pratici o sicuro nei fiumi con sedimento elevati carichi e grandi galleggianti o sommersi detriti. Inoltre, non è possibile utilizzare una rete a deriva quando tentando di accuratamente catturare e quantificare microplastic materiali, in particolare fibre,.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Contenitori Cubitainer da 1 litro in polietilene a bassa densità	VWR	89094-140	Contenitori utilizzati per raccogliere e conservare i campioni.
2-1/2" Clear Schedule 40 Tubo in PVC rigido	United States Plastic Corporation	34138	Il tubo in PVC utilizzato per realizzare il dispositivo viene fornito come un tubo da 2,43 m. Il tubo è stato quindi tagliato alle lunghezze desiderate per ogni sezione separata da giunti di unione. Le lunghezze delle sezioni sono state decise prevedendo che le dimensioni dei pori più piccole avrebbero intasato il dispositivo più rapidamente. Sezioni più lunghe sono state posizionate sopra le dimensioni dei pori più piccole per raccogliere e trattenere l'acqua per evitare di dover smontare il dispositivo per cambiare un filtro mentre un campione rimaneva nel dispositivo. Per un dispositivo di filtrazione sono necessari un pezzo da 18 pollici, uno da 12 pollici e due da 6 pollici.
2-1/2" PVC SCH 40 Presa di raccordo	della Supply House	457-025	sono stati incollati su un tubo in PVC per alloggiare setacci in nylon e membrane in cellulosa mista.
Foglio di rete intrecciata in nylon 6, bianco sporco opaco, larghezza 12", lunghezza 12", dimensione della maglia 500 micron, area aperta 38% (confezione da 5)	Piccole parti tramite Amazon	CMN-0500-C/5PK-05	I fogli di rete sono stati tagliati in cerchi per corrispondere al diametro del diametro esterno del tubo in PVC. I bordi sono stati incollati per garantire che non si verificassero sfilacciamenti. Il diametro della colla non deve estendersi nel diametro interno del PVC in modo che non venga influenzato durante la filtrazione.
Foglio di rete tessuta in nylon 6, bianco opaco, larghezza 12", lunghezza 12", dimensione della maglia 100 micron, area aperta del 44% (confezione da 5)	Piccole parti tramite Amazon	B0043D1TB4	I fogli di rete sono stati tagliati in cerchi per corrispondere al diametro esterno del tubo in PVC. I bordi sono stati incollati per garantire che non si verificassero sfilacciamenti. Il diametro della colla non deve estendersi nel diametro interno del PVC in modo che non venga influenzato durante la filtrazione.
Foglio di rete tessuta in nylon 6, bianco opaco, larghezza 12", lunghezza 12", dimensione della maglia 50 micron, area aperta del 37% (confezione da 5)	Piccole parti tramite Amazon	B0043D1SGA	I fogli di rete sono stati tagliati in cerchi per corrispondere al diametro esterno del tubo in PVC. I bordi sono stati incollati per garantire che non si verificassero sfilacciamenti. Il diametro della colla non deve estendersi nel diametro interno del PVC in modo che non venga influenzato durante la filtrazione.
Membrana mista in estere di cellulosa, 0,45 um, 142 mm, 25/pz	VWR	10034-914	ultimo filtro è stato utilizzato un filtro a membrana in cellulosa mista con 0,45 um. Un grande diametro è stato utilizzato per consentire al filtro di essere piegato in un cono per aumentare la superficie del filtro e prevenire l'intasamento.
Cestello in rete metallica Foglie di tè Filtro per teiera 76 mm di diametro 3 pezzi	Uxcell via Amazon	a15071600ux0260	Il cestello in rete forniva un supporto extra per il filtro a membrana per evitare strappi quando la pressione veniva applicata da una pompa a vuoto.
/2" PVC Inserto spinato maschio Adattatore	di alimentazione	1436-005	È stato aggiunto un adattatore per vuoto per consentire la filtrazione sotto vuoto in caso di filtrazione lenta a causa dell'elevata concentrazione di sedimenti.
1/2 pollice O.D. x 3/8 pollici I.D. x 10 piedi Tubo in vinile trasparente in PVC	Depot	702229	Tubo utilizzato per collegare la pompa del vuoto al dispositivo di filtraggio.
Strumento multiparametrico YSI Professional Plus con cavo Quatro	YSI	6050000	Misuratore portatile utilizzato per misurare parametri aggiuntivi della qualità dell'acqua (ad es. torbidità, temperatura, conducibilità, pH e ossigeno disciolto (DO)).
Torbidimetro portatile 2100P	Hach	4650000	Misuratore portatile utilizzato per misurare la torbidità.
Tubi in PE rivestiti in FEP	Geotech	87050529	Tubing utilizzato con pompa perestaltica per la raccolta di campioni d'acqua dalle profondità desiderate.
Pompa peristaltica Geopump Serie II	Geotech	91350123	Pompa utilizzata per la raccolta di campioni d'acqua.
Il microscopio MeiJi Techno EMZ-8TR	Microscope.com	EMZ8TR-PLS2	utilizzati analizzano setacci a rete e filtri a membrana per eliminare microplastiche sospette.
Spettrometro Nicolet iS10 FTIR	Thermo Electron North America	912A0607	FTIR utilizzato per analizzare le microplastiche sospette.
Microscopio FTIR Nicolet iN5	Thermo Electron North America	912A0895	Microscopio FTIR utilizzato per analizzare microplastiche sospette.
Germanio (Ge) ATR	Thermo Electron North America	869-174400	Geranio Accessorio ATR utilizzato insieme al microscopio Nicolet iN5 FTIR per analizzare la microplastica sospetta.
Supporti in alluminio EZ-Spot Micro (confezione da 5)	Thermo Electron North America	0042-545	Vetrini per microscopio utilizzati insieme al microscopio Nicolet iN5 FTIR per analizzare microplastiche sospette.
Vetrini per campioni in vetro rivestito di alluminio	Thermo Electron North America	0042-544	Vetrini per microscopio utilizzati insieme al microscopio Nicolet iN5 FTIR per analizzare microplastiche sospette.