Name: Protocollo per microplastiche campionamento sulla superficie del mare e Analisi dei campioni (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 16 s
Description: Scopri il campionamento di microplastiche in superficie con rete manta e la loro analisi chimica mediante spettroscopia ATR FT-IR. Questo protocollo standardizzato supporta il monitoraggio ambientale marino.

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Lo sviluppo di questo protocollo è stata fondata da Programma di Cooperazione IPA Transfrontaliero Adriatico 2007-2013, nell&#39;ambito del progetto DeFishGear (1 ° str / 00010).

1. Il campionamento delle microplastiche sulla superficie del mare <ol><li> Distribuire la rete manta dal lato della nave che utilizza un boom spinnaker o «» A-frame utilizzando linee e moschettoni. </li><li> Distribuire la rete manta fuori della zona di scia (circa 3 -. 4 m di distanza dalla barca) per impedire la raccolta dell&#39;acqua influenzata dalla turbolenza all&#39;interno della zona scia. </li><li> Annotare le coordinate GPS iniziali e tempo iniziale nella scheda tecnica. </li><li> Inizia a muoversi in una direzione rettilinea con una velocità di circa. 2 - 3 nodi per 30 min e iniziare la misura del tempo. </li><li> Dopo 30 min fermare la barca e scrivere coordinate finali GPS, la lunghezza del percorso (il modo più corretto è quello di calcolare la lunghezza dal coordinate GPS) e la velocità media dell&#39;imbarcazione nel foglio fornito e sollevare la rete manta su l&#39;acqua. </li><li> Risciacquare rete manta accuratamente dall&#39;esterno della rete con acqua di mare con una pompa sommersa o acqua dai wa barcaserbatoio ter. Risciacquare nella direzione dalla bocca manta al fine di merluzzo per concentrare tutte le particelle aderito alla rete nel sacco. Nota: Non risciacquare il campione attraverso l&#39;apertura della rete al fine di prevenire la contaminazione. </li><li> Rimozione sicura fine merluzzo e selezionare il campione nel sacco finale attraverso un 300 micron dimensioni delle maglie del setaccio o meno. </li><li> Risciacquare del sacco accuratamente dall&#39;esterno e versare il resto del campione attraverso il setaccio. Ripetere questo passaggio fino a quando non ci sono più le particelle all&#39;interno del sacco. </li><li> Concentrare tutto il materiale sul setaccio in una parte del setaccio. </li><li> Con l&#39;uso di un imbuto, risciacquare il setaccio in un barattolo di vetro o bottiglia di plastica usando il 70% di etanolo. </li><li> Chiudere la bottiglia, pulirlo con carta assorbente e etichettare il coperchio e al di fuori del vaso con il nome del campione e data con pennarello indelebile (si dovrebbe anche mettere una seconda etichetta scritta con una matita su carta velo in un barattolo per evitare la perdita possibile diil nome del campione a causa all&#39;etichetta cancellato sul vaso). Trasferire bottiglia di plastica con l&#39;etichetta nella casella di fresco. Nota alle condizioni generali di campionamento: La velocità del vento non dovrebbe essere più di 2 Beaufort, poiché le onde sono troppo elevati e la rete non è stabile sulla superficie del mare. È importante mantenere un andamento lineare costante a velocità costante durante le reti da traino. La metà della luce netta manta deve essere sommersa durante il campionamento. Durata del campione dovrebbe essere di 30 min (nei casi in cui vi è una grande quantità di materiale naturale, ad esempio plancton, la durata del campionamento può essere più breve). Evitare l&#39;uso di strumenti di plastica e contenitori. Evitare indumenti sintetici (ad esempio pile), corde e il contatto di rete manta a vaso per prevenire la contaminazione del campione. Fare molta attenzione a non danneggiare la rete manta o lo scafo della barca durante la distribuzione e l&#39;acquisizione in rete. </li></ol> 2. Separazione dei microplastiche dai campioni superficiali del mare <ol><li> Se il campione non contienetutti gli elementi più grandi di 25 mm e sembra essere pulito, continuare direttamente con il punto 3. </li><li> Versare campione attraverso la (maglia micron ≤300) setaccio e rimuovere tutti gli oggetti per i rifiuti naturali o artificiali di dimensioni&gt; 5 mm (macro e mezzo lettiera) dal campione, con identificazione visiva e pinzette. Fare attenzione a lavare accuratamente ogni oggetto rimosso con acqua distillata al fine di rimuovere ogni cucciolata microplastic aderito ad esso. Conservare tutti gli oggetti naturali e artificiali lettiera in contenitori separati. Essiccare tutti gli oggetti naturali e artificiali lettiera in essiccatore (o all&#39;aria aperta, ma in un piatto chiuso) e pesare. Identificare tutti gli oggetti per i rifiuti&gt; 25 mm (macro lettiera) secondo il Maestro lista delle categorie di rifiuti Articoli 16. </li><li> Dopo aver rimosso tutti gli oggetti più grandi, concentrare tutte le parti rimanenti in una parte del setaccio con bottiglie squirt o acqua di rubinetto. Versare il campione in un contenitore di vetro usando una quantità minima di etanolo al 70% con l&#39;aiuto di un funnEL. Nota: In questa fase l&#39;uso di etanolo al 70% è cruciale per preservare il campione. Anche nella fase di ispezione visiva del campione, etanolo aiuta a scolorire organismi e plastiche colorate quindi diventare più facile trovare. </li><li> Prendete una piccola quantità del campione (sottocampione) e versarlo in un piatto di vetro Petri. Analizzare il campione con l&#39;utilizzo di uno stereomicroscopio (20 - 80x zoom) e la ricerca di particelle microplastic. </li><li> Ogni particella microplastic dovrebbe essere classificati in una delle categorie elencate nella tabella 1 e messo in una capsula di Petri o di altre fiale di vetro, segnato con un nome di categoria. Il piatto Petri deve essere chiuso in ogni momento. Nota: Quando si separano microplastiche dal vostro campione essere conservatore e selezionare più piuttosto che meno particelle per l&#39;analisi. Il vero struttura chimica delle particelle restano fissati in seguito. Assicurati di analizzare i grandi oggetti da tutte le parti come microplastiche possono essere bloccati e quindi nascosti sotto i più grandi articoli.Può anche essere utile per spostare oggetti già analizzati su un lato della piastra di Petri. </li><li> Mettere la piastra di Petri al microscopio con apparecchiature di misura (righello oculare calibrata dal software slitta micrometrica o analisi dell&#39;immagine) e misurare la dimensione di ogni particella (misurare la diagonale maggiore), tranne filamenti, e notare il suo colore. Ogni sottocampione dovrebbe essere rivisto da un&#39;altra persona. Fare attenzione a sciacquare il contenitore di vetro contenente il campione in modo che tutte le particelle che aderiscono alle pareti di vetro sono lavati nella capsula di Petri. </li><li> Pesare le particelle microplastic di ciascuna categoria separatamente l&#39;uso di bilancia analitica. particelle Microplastic devono essere essiccati prima della pesata. Il piatto chiuso Petri può essere messo in un essiccatore o dei campioni può essere lasciato ad asciugare in un piatto chiuso fino particelle è diventato secco (il peso della capsula di Petri chiusa con particelle è costante). </li><li> Identificare micro lettiera. Quando si analizza un campione in cerca di microplastiche, perche non chealcune particelle saranno facilmente visibili (colore, forma, dimensione) mentre altri possono essere più difficile da trovare. Qui di seguito sono alcune caratteristiche che identificano le particelle microplastic nel campione: Per esempio, nessuna struttura delle cellule, irregolare, taglienti, bordi storti, spessore uniforme, colori distintivi (blu, verde, giallo, ecc). </li></ol> 3. Identificazione chimica di microplastiche <ol><li> Spettroscopia ATR-FTIR <ol><li> Prima dell&#39;analisi pulire il sistema di rilevamento con l&#39;alcol e un panno privo di lanugine. </li><li> Registrare un spettro di fondo. Mettere il campione sul supporto del campione e raccogliere gli spettri. Identificare la ottenuto spettri FTIR Atr- utilizzando un raffronto automatizzato dello spettro ottenuto con spettri in un database. </li></ol></li><li> Spettroscopia micro-FTIR ATR <ol><li> Prima dell&#39;analisi pulire il sistema di rilevamento con l&#39;alcol e un panno privo di lanugine. </li><li> Posizionare il campione su un filtro di vetro. Nota: Altri filtri possono essere noied ma la loro natura polimerica possono interferire con la caratterizzazione. </li><li> Posizionare il filtro con il campione sul tavolo di scansione automatica e utilizzare il joystick per individuare il campione. </li><li> Registrare un&#39;immagine ottica e contrassegnare un&#39;area (ad esempio 20 20 micron) dove sarà caratterizzata campione. </li><li> Registrare un spettro di fondo. </li><li> Posizionare il campione sul supporto del campione e raccogliere gli spettri nella posizione predefinita. </li><li> Identificare la micro spettri ATR-FTIR ottenuti mediante un raffronto automatizzato dello spettro ottenuto con spettri in un database. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Microplastiche campionamento sulla superficie del mare da rete manta è un metodo ampiamente utilizzato per il campionamento delle microplastiche sulla superficie del mare, ma ad oggi non c&#39;è stata alcuna metodologia unificata. Un grande volume di acqua può essere filtrata attraverso la rete manta, così la possibilità di intrappolare un numero rilevante di microplastiche è elevato ed i risultati sono percepiti affidabili. La comparabilità dei risultati tra diversi campioni è assicurata dalla normalizzazione. Nel nostro caso, le concentrazioni sono state riportate l&#39;area campionata moltiplicando distanza rete tramite la larghezza orizzontale della luce netta. Un&#39;altra opzione è quella di utilizzare un misuratore di flusso, fissato alla luce netta. L&#39;uso di un misuratore di flusso è possibile poiché la rete manta con le sue ali laterali è molto stabile sulla superficie del mare e quindi saltellando sulle onde è minimo. Un flussometro registra il volume di acqua filtrata e quindi consente la normalizzazione dei risultati per volume di acqua campionata 16. <p class="jove_content"&gt; Le reti di manta di uso più frequente sono circa 300 micron dimensione delle maglie e sono 3 - lunghezza 4,5 m. Queste dimensioni sono state ottimizzate per evitare l&#39;intasamento della rete e per consentire al campionamento un volume d&#39;acqua più grande possibile. velocità di traino si consiglia di essere compresa tra 2 - 3 nodi, ma dipende da altezza d&#39;onda, la velocità del vento e delle correnti marine. E &#39;molto importante che la rete manta è sotto controllo tutto il tempo durante il campionamento e se inizia hopping, la velocità di traino deve essere ridotta. Si raccomanda il tempo di pesca a strascico a circa 30 minuti, ma dipende dalla concentrazione seston. Può succedere che a volte seston intasa la rete manta. In questo caso il traino deve essere fermato immediatamente, altrimenti le particelle microplastic può essere perso e la rete può danneggiarsi. net Manta è il più spesso fisso dal lato della nave. Questo è anche l&#39;opzione più adatta, mentre la rete manta è sicuramente fuori dalla zona di scia. In alcune indagini netta manta è stato fissato dalla poppa della nave17, 18, ma in questo caso si deve essere sicuri che la rete è fuori dalla zona di scia. La distanza, sul quale è impostato il traino per il campionamento, deve essere stabilito caso, poiché la zona di turbolenze causate dalla nave varia dalla dimensione della nave e dalla velocità della barca 19, 20. Separazione delle particelle microplastic dai campioni della superficie del mare è più spesso eseguita solo da identificazione visiva 21. Particelle più grandi di 1 mm possono essere identificate facilmente ad occhio nudo, mentre le particelle di dimensioni inferiori a 1 mm richiedono l&#39;uso di uno stereomicroscopio. Si raccomanda di ridurre la possibilità di confondere le particelle non-plastica con quelle di plastica, utilizzando la luce di polarizzazione su stereomicroscopi. La possibilità di errata identificazione di particelle di plastica diventa più alto con particelle più piccole. Così particelle&gt; 0,5 mm può essere identificato solo visivamente 21, mediante l&#39;uso di stereomicroscopio. Per particelle inferiori a 0,5 mmun ulteriore metodo più accurato è necessario ad esempio micro ATR-FTIR spettroscopia 21. Durante il processo di separazione microplastiche dal campione la possibilità di contaminazione del campione con filamenti dispersi nell&#39;aria è molto alta. Per questo motivo, controllare Petri lasciate aperte sul piano di lavoro sono fortemente raccomandato per l&#39;identificazione di potenziali contaminanti particelle sospese nell&#39;aria. Vale a dire, la qualità dei dati dipende fortemente: 1) la precisione della persona che lavora con il campione, 2) la qualità e l&#39;ingrandimento dello stereomicroscopio, e 3) la quantità di materia organica nel campione 16. Dopo l&#39;identificazione visiva si raccomanda di analizzare le particelle ordinati con una delle tecniche disponibili per l&#39;identificazione chimica del materiale 8. Esistono diversi metodi per l&#39;identificazione polimeri, tra cui la spettroscopia FTIR e spettroscopia Raman sono i più frequently utilizzato 22. spettroscopia FTIR e Raman sono tecniche complementari e la loro accuratezza è simile. Nel nostro protocollo, il FTIR e spettroscopia micro FTIR con &quot;riflessione totale attenuata&quot; (ATR) sono presentati. Sono semplici da usare e permettono risultati rapidi e precisi. Polimeri plastici possiedono spettri (IR) altamente specifico infrarossi con bande che distinti, rendendo così spettroscopia IR una tecnica ottimale per l&#39;identificazione di microplastiche 21. L&#39;energia della radiazione IR eccita una vibrazione molecolare specifico quando interagisce con un campione, che consente la misurazione della caratteristica di spettri IR 22. Spettroscopia FTIR può anche fornire ulteriori informazioni sulle particelle, come l&#39;intensità di ossidazione 23 e il livello di degradazione 24. Mentre ATR-FTIR è adatto per l&#39;identificazione chimica delle particelle più grandi (&gt; 0,5 mm), micro spettroscopia ATR-FTIR può fornire informazioni sulla struttura chimica delle particelle e #60; 0,5 mm in quanto combina la funzione di un microscopio e uno spettrometro infrarosso. Prima di utilizzare FTIR e spettroscopia micro FTIR, particelle microplastic devono essere preventivamente essiccato, in quanto l&#39;acqua assorbe fortemente IR radiazione 22, e purificato, nel caso siano coperti di biofilm e / o altri aderenti organici ed inorganici che possono influenzare gli spettri IR. Il modo più non invasivo per purificare campioni è agitando e risciacquo con acqua fresca 25. Se questo non è sufficiente, allora è consigliabile l&#39;uso di perossido di idrogeno al 30%. Tutti gli altri metodi possono avere effetti negativi sulle particelle microplastic (ad esempio, la pulizia ad ultrasuoni in grado di rompere ulteriormente particelle, forti soluzioni acide o alcaline possono danneggiare diversi polimeri di plastica, ecc) e quindi il loro uso non è raccomandato. Più promettente è l&#39;utilizzo di una digestione enzimatica sequenziale come un passaggio di purificazione di plastica amichevole. Purificazione mediante diversi enzimi tecniche (ad esempio lipasi, unmylase, proteinasi, chitinasi, cellulasi, proteinasi-K) è stata applicata con successo per la riduzione di una matrice biologica di plancton e quindi dimostrato di essere una tecnica preziosa per ridurre al minimo gli artefatti matrice durante FTIR misure di spettroscopia 22. Separazione di microplastiche di identificazione visiva e identificazione chimica delle particelle selezionate sono entrambi processi estremamente richiede tempo. Questo lavoro deve essere fatto da una persona precisa e paziente che ha esperienza con stereomicroscopi, non solo nel riconoscere le particelle di plastica, ma anche a riconoscere la materia biologica. Anche una persona con esperienza non può discriminare tutti i potenziali particelle microplastic senza ambiguità dalla chitina o diatomee frammenti 22. Pertanto, il tasso di errore di smistamento visivo varia dal 20% 26 al 70% 21 e aumenta al diminuire delle dimensioni delle particelle.

L'inquinamento da microplastiche in mare rappresenta una preoccupazione crescente per la società contemporanea, a causa del costante aumento della produzione di plastica e del suo successivo smaltimento e accumulo nell'ambiente marino1. Anche se i macro rifiuti di plastica non finissero più nei mari, l'inquinamento da microplastiche continuerebbe a crescere a causa della frammentazione dei rifiuti di plastica già esistenti in mare2. La maggior parte degli studi sull'inquinamento da microplastiche è stata condotta in ecosistemi marini e di acqua dolce e ha riguardato principalmente l'inquinamento della superficie marina3.
Il termine microplastica si riferisce a particelle di plastica di dimensioni inferiori a 5 mm di dimensione4. Con questo termine si descrive una miscela eterogenea di particelle, che possono differire per dimensioni (da pochi micron a diversi millimetri), colore e forma (da forme molto diverse di frammenti a fibre lunghe). Le particelle di microplastica possono essere di origine primaria o secondaria5. Le microplastiche di origine primaria sono prodotte sotto forma di piccole particelle utilizzate nell'industria cosmetica (pilling, crema, ecc.) o nell'industria chimica come precursori di altri prodotti in plastica (ad esempio pellet di plastica utilizzati nell'industria della plastica). Le microplastiche di origine secondaria derivano dalla degradazione di pezzi di plastica più grandi nell'ambiente a causa di processi fisici e chimici, indotti da luce, calore, ossigeno, acqua e organismi6. Nel 2015 sono stati definiti quattro tipi di fonti di microplastica: rifiuti di plastica più grandi, prodotti per la pulizia, medicinali e tessili6. Si presume che la principale fonte (80 %) di rifiuti di plastica più grandi sia la terraferma7. La microplastica proveniente da prodotti cosmetici, medicinali e tessili entra negli ecosistemi acquatici attraverso le acque reflue e piovane6. Le particelle di microplastica che si trovano più frequentemente negli ecosistemi acquatici sono frammenti di rifiuti di plastica più grandi e fibre tessili8. 
Le microplastiche hanno diversi effetti negativi sull'ambiente. Le loro piccole dimensioni consentono loro di entrare nella rete alimentare attraverso l'ingestione da parte di organismi marini9, 10. Le particelle ingerite possono causare danni fisici o bloccare l'apparato digerente degli animali11. Le particelle possono anche essere trasportatrici di inquinanti organici persistenti (POP). La loro superficie idrofobica e il rapporto favorevole tra una grande superficie e un piccolo volume, consentono ai POP di adsorbirsi sulle microplastiche12. Nell'ambiente o nell'apparato digerente degli animali che li ingeriscono, i POP e altri additivi plastici possono essere lisciviati dalle particelle di microplastica13. 
Studi precedenti hanno riportato la presenza onnipresente di microplastiche nell'ambiente marino3, dalla colonna d'acqua ai sedimenti del fondo. La minaccia dell'inquinamento da microplastiche era già stata identificata dalla direttiva quadro sulla strategia per l'ambiente marino nell'UE e, di conseguenza, è stato consigliato un monitoraggio obbligatorio delle microplastiche14. Di conseguenza, il sottogruppo tecnico dell'UE sui rifiuti marini (TSG-ML) ha elaborato raccomandazioni per il monitoraggio delle microplastiche nei mari europei15. Pertanto, le linee guida video per il campionamento delle microplastiche sono di grande importanza, in quanto supportano il monitoraggio comparativo e un processo di gestione coerente in tutto il mondo.
Questo protocollo è stato sviluppato nell'ambito del progetto DeFishGear per il primo monitoraggio dell'inquinamento da microplastiche nel Mare Adriatico. Sono state prese in considerazione le raccomandazioni contenute nel documento "Guidance on Monitoring of Marine Litter in European Seas" di TSG-ML15. Questo protocollo descrive la metodologia per il campionamento delle microplastiche sulla superficie del mare, la separazione delle microplastiche dai campioni e l'analisi chimica delle particelle di microplastica per confermare che le particelle provengono da materiale plastico e per identificare il tipo di plastica. Il campionamento è stato effettuato con l'uso di una rete per mante, che è l'attrezzatura più adatta per il campionamento in acque calme16. La separazione delle microplastiche dai campioni è stata effettuata mediante identificazione visiva utilizzando uno stereomicroscopio. Le particelle isolate sono state successivamente identificate chimicamente utilizzando la spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR) e la spettroscopia micro FTIR.

<table><tbody><tr><td>In questo protocollo non sono state utilizzate attrezzature o reagenti specifici.</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

protocollo per microplastiche campionamento sulla superficie del mare e analisi dei campioni

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

L'inquinamento da microplastiche nell'ambiente marino è un argomento scientifico che ha ricevuto una crescente attenzione nell'ultimo decennio. La maggior parte delle pubblicazioni scientifiche affronta l'inquinamento da microplastiche della superficie del mare. Il protocollo seguente descrive la metodologia per il campionamento, la preparazione del campione, la separazione e l'identificazione chimica delle particelle di microplastica. Per il campionamento veniva utilizzata una rete per mante fissata su un »telaio A" attaccato al lato del vaso. Le particelle di microplastica catturate nel sacco della rete sono state separate dai campioni mediante identificazione visiva e uso di stereomicroscopi. Le particelle sono state analizzate per le loro dimensioni utilizzando un programma di analisi delle immagini e per la loro struttura chimica utilizzando la spettroscopia ATR-FTIR e micro FTIR. Il protocollo descritto è in linea con le raccomandazioni per il monitoraggio delle microplastiche pubblicate dal sottogruppo tecnico sui rifiuti marini della direttiva quadro sulla strategia per l'ambiente marino (MSFD). Questo protocollo scritto con videoguida supporterà il lavoro dei ricercatori che si occupano di monitoraggio delle microplastiche in tutto il mondo.

Il primo risultato del protocollo descritto sono particelle microplastic classificati in sei categorie in base alle loro caratteristiche visive (Tabella 1). La prima categoria, e di solito il più abbondante, sono frammenti (Figura 1). Essi sono rigide, di spessore, con bordi taglienti e storti una forma irregolare. Essi possono essere in una varietà di colori diversi. La seconda categoria sono film (Figura 2). Essi appaiono anche in forme irregolari, ma in confronto con frammenti, sono sottili e flessibili e solitamente trasparente. La terza categoria sono pellets (Figura 3), di solito proveniente dal settore delle materie plastiche. Sono irregolari, forme rotonde, e normalmente di dimensioni maggiori, circa 5 mm di diametro. Essi sono di solito piatto su un lato e possono essere di vari colori. La quarta categoria sono granulato (Figura 4). In confronto con pellet, hanno una forma rotonda regolare e di solito una dimensione inferiore, circa 1 mm di diametro. Essi appaiono in colori naturali(Bianco, beige, marrone). La quinta categoria sono filamenti (Figura 5). Sono, accanto a frammenti, il tipo più abbondante di particelle microplastic. Possono essere breve o lungo, con diversi spessori e colori. L&#39;ultima categoria sono schiume (Figura 6). Sono più spesso provengono da particelle più grandi di polistirolo. Sono una, forma irregolare morbido e bianco al giallo. Il risultato principale di microplastiche campionamento e analisi del campione è il numero di particelle microplastic per campione. Questi dati possono essere ulteriormente normalizzati per km 2. La formula utilizzata per la normalizzazione è: particelle microplastic per area campione / campionamento, in cui la superficie di campionamento viene calcolata moltiplicando la distanza di campionamento per la larghezza dell&#39;apertura della rete manta (Tabelle 2, 3, la figura 7). Inoltre, le particelle possono essere analizzati con imsoftware di analisi di età. I risultati includono massima lunghezza e l&#39;area di ogni particella (Tabella 4). Figura 8a mostrano particelle prima analisi di immagine e figura 8b è dopo l&#39;analisi delle immagini, in cui ogni particella viene misurata e numerata. Infine, si consiglia un&#39;analisi chimica del numero totale o più alto possibile di particelle per campione. Utilizzando Spettroscopia in trasformata di Fourier uno spettro della particella selezionata viene acquisita, come mostrato in Figura 9. Questo spettro viene quindi confrontato con gli spettri della libreria software (Figura 10). Il risultato finale mostrerà se una data particella è di plastica o meno e indica il tipo di plastica dalla struttura chimica. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 1 </td><td> frammenti </td></tr><tr><td> 2 </td><td> cinema </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Pellet </td></tr><tr><td> 4 </td><td> granuli </td></tr><tr><td> 5 </td><td> filamenti </td></tr><tr><td> 6 </td><td> Schiuma<html> S </td></tr></tbody></table> Tabella 1: Categorie di particelle microplastic. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig1.jpg" /> Figura 1: Esempio di particelle categoria: Frammenti. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig2.jpg" /> Figura 2: Esempio di particelle di categoria: Films. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> /55161fig3.jpg &quot;/&gt; Figura 3: Esempio di particelle della categoria: Pellet. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig4.jpg" /> Figura 4: Esempio di particelle di categoria: Granuli. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig5.jpg" /> Figura 5: Esempio di particelle di categoria: filamenti. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 6: Esempio di particelle della categoria: schiume. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> distanza di campionamento [km] </td><td> 2 </td></tr><tr><td> larghezza Manta [km] </td><td> 0,0006 </td></tr><tr><td> Area di campionamento [km 2] </td><td> 0,0012 </td></tr></tbody></table> Tabella 2: Esempio di dati provenienti da un&#39;indagine, utilizzati per il calcolo di particelle microplastic per km 2. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td><td> No </td><td> No / km 2 </td></tr><tr><td>frammenti </td><td> 301 </td><td> 250833 </td></tr><tr><td> cinema </td><td> 45 </td><td> 37500 </td></tr><tr><td> pellet </td><td> 15 </td><td> 12500 </td></tr><tr><td> granuli </td><td> 8 </td><td> 6667 </td></tr><tr><td> schiume </td><td> 33 </td><td> 27500 </td></tr><tr><td> filamenti </td><td> 223 </td><td> 185833 </td></tr></tbody></table> Tabella 3: Esempio di risultati di un&#39;indagine, in cui i dati suddivisi in 6 gruppi sono contati e normalizzati per km 2 (No - numero di particelle). <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig7.jpg" /> Figura 7: Esempio di risultati rappresentativi dopo la categorizzazione visiva di particoli (No - numero di particelle). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig7large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Regione Index </td><td> Area [mm²] </td><td> Lunghezza massima [mm] </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 8.010 </td><td> 5,506 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 10,517 </td><td> 5.628 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 12,185 </td><td> 5,429 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 3.367 </td><td> 3.367 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 2.475 </td><td> 2.155 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 1.809 </td><td> 2.943 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 6,604 </td><td> 5,238 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 5,779 </td><td> 4.037 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 4,472 </td><td> 3.791 </td></tr><html><tr><td> 10 </td><td> 16,907 </td><td> 5.355 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 7,246 </td><td> 3.733 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 7,867 </td><td> 4.622 </td></tr><tr><td> 13 </td><td> 6,411 </td><td> 5,056 </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 3.281 </td><td> 3.070 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> 12,937 </td><td> 5,554 </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 6,709 </td><td> 3.716 </td></tr></tbody></table> Tabella 4: Esempio di risultati di analisi di immagini in cui vengono misurate zona [mm 2] e la lunghezza massima [mm] di ciascuna particella. <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig8.jpg" /> Figura 8: Esempio di immagine acquisita a) prima e b) dopo analisi delle immagini di particelle con software di analisi dell&#39;immagine.ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig8large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 9" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig9.jpg" /> Figura 9: Esempio di spettri misurati su una particella selezionata con picchi marcati e le loro lunghezze d&#39;onda [cm -1]. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig9large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 10" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig10.jpg" /> Figura 10: Esempio di confronto tra spettri acquisiti da particelle selezionato al meglio partita dalla libreria spettri ATR-FTIR. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig10large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questo f</a>IGURA.

Il protocollo seguente descrive la metodologia per: microplastiche campionamento sulla superficie del mare, la separazione di identificazione microplastic e chimica delle particelle. Questo protocollo è in linea con le raccomandazioni per il monitoraggio microplastiche pubblicati dal sottogruppo tecnico MSFD su rifiuti marini.

Protocollo per microplastiche campionamento sulla superficie del mare e Analisi dei campioni

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Questo protocollo descrive il campionamento e l'analisi dei microplastiche sulla superficie del mare. Campionamento della superficie marina. Distribuire la rete a mantella dal lato dell'imbarcazione utilizzando un asta spinnaker o un telaio a forma di A, con funi e moschettoni.Dispiegare la rete manta fuori dalla zona di scia per evitare di raccogliere acqua influenzata da turbolenza all'interno della zona di scia. Riportare le coordinate GPS iniziali e l'ora iniziale sul modulo dati fornito. Iniziare a muoversi in una direzione rettilinea a una velocità di circa 2-3 nodi per trenta minuti e avviare la misurazione del tempo.Dopo trenta minuti, fermare l'imbarcazione e registrare sul modulo fornito le coordinate GPS finali, la lunghezza del percorso e la velocità media dell'imbarcazione. Recuperare la rete manta dall'acqua. Risciacquare accuratamente l'esterno della rete manta con acqua di mare, utilizzando una pompa sommergibile o l'acqua presente nella cisterna dell'imbarcazione.Risciacquare nella direzione dalla bocca della rete alla sacca finale, in modo da concentrare tutte le particelle aderenti alla rete all'interno della sacca finale. Nota: non risciacquare mai il campione attraverso l'apertura della rete per evitare contaminazioni. Rimuovere con sicurezza la sacca finale e setacciare il campione contenuto nella sacca finale attraverso un setaccio con maglia di dimensione pari o inferiore a 300 micrometri.Sciacquare accuratamente l'estremità terminale dall'esterno e versare il resto del campione attraverso il setaccio. Ripetere questo passaggio fino a quando non ci sono più particelle all'interno dell'estremità terminale. Concentrare tutto il materiale presente sul setaccio in una singola zona del setaccio.Utilizzando un imbuto, risciacquare il setaccio in un barattolo di vetro o in una bottiglia di plastica usando etanolo al 70%. Chiudere la bottiglia, asciugarla con tovaglioli di carta ed etichettare il coperchio e l'esterno del barattolo con il nome del campione e la data. Separazione delle microplastiche dai campioni della superficie del mare.Se il campione non contiene elementi di dimensioni superiori a 25 mm e appare pulito, procedere direttamente con il passaggio 3. In caso contrario, versare il campione attraverso il setaccio e rimuovere tutti gli oggetti di detriti naturali o artificiali di dimensioni superiori a 5 mm dal campione mediante identificazione visiva e pinzette. Prestare attenzione a risciacquare accuratamente ciascun oggetto rimosso con acqua distillata, al fine di eliminare qualsiasi detrito microplastico aderente.Conservare tutti gli oggetti di lettiera naturali e artificiali in contenitori separati. Far asciugare tutti gli oggetti di lettiera naturali e artificiali in un essiccatore o all'aria aperta ma all'interno di un recipiente chiuso, quindi pesarli. Identificare tutti gli oggetti di lettiera di dimensioni superiori a 25 mm secondo l'elenco principale delle categorie di rifiuti.Dopo aver rimosso tutti gli oggetti di maggiori dimensioni, concentrare tutti i frammenti residui in una parte del setaccio utilizzando bottiglie a spruzzo o acqua corrente. Versare il campione in un contenitore di vetro utilizzando una minima quantità di etanolo al 70% con l'aiuto di un imbuto. Prelevare una piccola quantità del campione e versarla in una piastra di Petri di vetro.Analizzare il campione utilizzando un microscopio stereoscopico e cercare le particelle di microplastica. Una volta individuata ciascuna particella di microplastica, classificarla in una delle categorie riportate nella Tabella 1 e posizionarla nella piastra di Petri o in altri vial di vetro contrassegnati con il nome della categoria. La piastra di Petri deve essere mantenuta chiusa in ogni momento.Posizionare la piastra di Petri sotto un microscopio dotato di strumenti di misurazione e misurare le dimensioni di ciascuna particella. Misurare la diagonale più lunga, ad eccezione dei filamenti, e annotarne il colore. Pesare separatamente le particelle di microplastica di ciascuna categoria.Le particelle di microplastiche devono essere precedentemente essiccate. Come identificare le microplastiche? Nessuna struttura cellulare.Spessore uniforme irregolare. Colori distintivi. Quando si separano le microplastiche dal campione, è preferibile essere conservativi e rimuovere una quantità maggiore piuttosto che minore. Potremo comunque determinare successivamente la reale struttura chimica delle particelle.Caratterizzazione chimica. La spettroscopia infrarossa con trasformata di Fourier a riflessione attenuata, o ATR FT-IR, è una tecnica comunemente utilizzata per la caratterizzazione delle plastiche. È possibile determinare la composizione del materiale e, in alcuni casi, anche il grado di degradazione.Prima dell'analisi, il sistema di rilevamento deve essere pulito con alcol e un panno privo di lanugine, e una piastra speciale per particelle piccole viene posizionata sul portacampioni. Viene quindi registrato uno spettro di fondo. Il campione viene poi posizionato sul portacampioni e fissato.Quando viene avviata l'acquisizione dello spettro del campione, il rivelatore invia un fascio di luce infrarossa attraverso il cristallo ATR in modo tale che venga riflesso dal campione a contatto con esso. Questa riflessione penetra leggermente nel campione, consentendo la registrazione di uno spettro. Il fascio viene quindi raccolto da un rivelatore mentre esce dal cristallo e infine viene ottenuto uno spettro.Gli spettri sono caratteristici per ogni materiale, quindi l'identificazione avviene mediante confronto automatico dello spettro ottenuto con gli spettri presenti in un database. Microscopio ATR FT-IR. Un microscopio FT-IR combina la funzione di un microscopio e di uno spettrometro infrarosso.Questo consente di registrare uno spettro su un'area molto piccola, adatta all'analisi di microplastiche di dimensioni inferiori a 1 mm. Il microscopio viene utilizzato più frequentemente in modalità ATR, anche se sono possibili modalità di trasmissione e di riflettanza. L'analisi inizia posizionando il campione su un filtro di vetro.È possibile utilizzare altri filtri, ma la loro natura polimerica può interferire con la caratterizzazione. Il filtro con il campione viene posizionato sul tavolo di scansione automatico e si utilizza il joystick per individuare il campione e acquisire un'immagine ottica. Su questa immagine, si delimita un'area di 20x20 micron in cui verrà effettuata la caratterizzazione del campione.Viene quindi effettuata una misurazione di fondo, seguita dalla raccolta dello spettro nella posizione definita. Si ottiene uno spettro ATR FT-IR che viene confrontato con gli spettri presenti nel database per identificare la composizione del campione. Risultati. Il protocollo descritto fornisce risultati preliminari con particelle di microplastiche classificate in 6 categorie in base alle loro caratteristiche visive.La prima categoria, e generalmente la più abbondante, è costituita dai Frammenti. Si tratta di elementi rigidi, spessi, con bordi irregolari e acuti e forme irregolari. Appaiono in una varietà di colori diversi.La seconda categoria è costituita dai Film. Anche questi si presentano in forme irregolari, ma rispetto ai frammenti sono sottili, flessibili e generalmente trasparenti. La terza categoria è costituita dai Pellet, che solitamente provengono dall'industria della plastica.La loro forma è irregolare e rotonda e di norma sono più grandi, con un diametro di circa 5 mm. Sono solitamente piatte su un lato e possono presentarsi in diversi colori. La quarta categoria è costituita dai granuli.Rispetto ai pellet, appaiono con una forma rotonda regolare e generalmente di dimensioni più piccole, circa 1 mm di diametro. Appaiono in colori naturali. La quinta categoria è costituita dai filamenti.Sono, dopo i frammenti, il tipo più abbondante di particelle di microplastiche. Possono essere corte o lunghe, con diversi spessori e colori. L'ultima categoria è costituita dalle schiume.Spesso si originano da particelle di polistirolo di grandi dimensioni. Sono morbide e di forma irregolare, di colore bianco fino a giallo. Il risultato principale ottenuto è il numero di particelle di microplastiche per campione.Questi dati possono essere ulteriormente normalizzati per chilometro quadrato. La formula utilizzata per la normalizzazione è il numero di particelle di microplastiche per campione, diviso per l'area di campionamento, in cui l'area viene calcolata moltiplicando la distanza di campionamento per la larghezza della pinna. Qui di seguito è riportato un esempio di dati normalizzati presentati nella Tabella 3 e nella Figura 1.Inoltre, le particelle possono essere analizzate mediante software di analisi delle immagini. I risultati includono la lunghezza massima e l'area di ciascuna particella. Alla fine, si raccomanda l'analisi chimica del numero totale, o del numero più elevato possibile, di particelle per campione.Mediante l'uso della spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier, viene acquisito uno spettro proveniente da particelle selezionate, come mostrato in questo grafico. Questo spettro viene quindi confrontato con gli spettri della libreria software. I risultati finali indicano se una particella è di plastica o meno e il tipo di plastica in base alla loro struttura chimica. Conclusione.Mediante l'utilizzo di questo protocollo, si ottengono risultati accurati e affidabili sull'abbondanza di microplastiche sulla superficie del mare, che possono essere confrontati con altri studi esistenti.

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