サンプリング、並べ替え、および高い浮遊負荷と大きい浮遊残骸水圏環境における Microplastics の特性

Summary

これまでほとんど塑性研究が中断された固体のレベルが比較的低い海洋システムで発生しました。特色は、高い沈殿物の負荷と浮かんでいる残骸淡水システムにフォーカスが移りつつあります。このプロトコル アドレス収集および塑性高の中断された固体の負荷を含んでいる水生環境からサンプルを分析します。

Abstract

海洋プラスチックの破片のユビキタスの存在は、公共、科学コミュニティ、および政府機関によって認識されています。しかし、ごく最近定量化している河川や湖沼などの淡水システムで microplastics されています。表面の塑性のサンプリングは通常どちらかの背後にあるドリフト ネット浮遊堆積物および浮動または水中の残骸が低レベルの環境へのサンプリングを制限固定または移動ボートの展開で構成されます。通常塑性の破片を収集するためにドリフトのネットの採用前の調査は、≥ 300 μ m のメッシュ サイズ、ネットを通過し定量化を逃れるためこのサイズのプラスチックの破片 (粒子や繊維) を許可するとネットを使用しました。ここを有効に詳細なプロトコル: 1) サンプル コレクション高環境で負荷とフローティングを中断または破片 2) キャプチャと塑性粒子や繊維の定量化に冠水した < 300 μ m の範囲の水試料に採取した、フィルター処理と実験室で分析する前に格納される低密度ポリエチレン (PE) 容器に蠕動性ポンプは。ろ過は、取り外し可能なユニオン継手ナイロン メッシュのふるいを収容し、セルロースのエステル膜フィルターを混合を含むカスタムメイド塑性ろ過装置で行われました。メッシュふるいおよび膜フィルターは定量化塑性粒子と繊維を分離し顕微鏡で調べた。これらの材料を塑性ポリマーの種類を決定するマイクロ減衰全反射フーリエ変換赤外分光光度計 (マイクロ ATR FTIR) を使用して、調べた。回復は青い PE 微粒子と緑ナイロン繊維; を使用してサンプルを打ちつけることによって測定しました。微粒子のため 100% と繊維の 92% パーセント回復を求めた。このプロトコルは、高速度の河川堆積物の高濃度で microplastics で同様の研究をご案内いたします。蠕動性ポンプとろ過装置に簡単な変更を加えるとは、収集し、さまざまな試料の液量や粒子サイズ分析することができます。

Introduction

早くも 1930 年代¹プラスチックは海が最初に観察されました。海洋プラスチックの破片範囲以上の地上から海に入るプラスチック製の 4.8 12.7 万 MT に海の表面のプラスチックの 243,000 メートル トン (MT) の最近の見積もりは源毎年^2,3です。海洋プラスチックの破片に関する初期の研究は、macroplastics に焦点を当てて (> 直径 5 mm) 彼らは、簡単に表示および定量的な。しかし、それは macroplastics を表すことが発見された最近 < プラスチックの破片、プラスチックの破片の圧倒的多数である塑性を示すカウント、海の 10% (< 直径 5 mm)²。

Microplastics は 2 つのグループに分類されます: プライマリおよびセカンダリの microplastics。直径で製造されたプラスチックから成っている主 microplastics < 5 mm 尽くさ、生ペレットの消費者製品を作るためのパーソナルケア製品 (例えば洗顔、ボディ ・ スクラブ、exfoliants として使用のマイクロ ビーズなどと歯磨き粉)、研磨剤や工業用潤滑油。セカンダリ microplastics より大きいプラスチッ....

Protocol

1. 水サンプル集

1. 水試料を収集し、水の川が十分に混合された、理想的な河川水位や放電が (例えば、米国地質調査所 (USGS) 計測ステーション) を知られている場所でボートで関心のある品質データ。²⁰水は十分に混合されたことを保証する、伝導性が比較的一定に保たする川に浸漬ハンドヘルド メーターを使用してボートをご案内します。
2. サンプリング サイト、記録場所の座標と深さ。0.6 深さを見つけるには、単に 0.6 で深さの合計を乗算します。ハンドヘルド メーターを使用して興味 (濁度など温度、電気伝導度、pH、溶存酸素 (DO)) の測定水の品質パラメーター。パラメーターを測定、ペリスタ ポンプ広口容器に所定の深さからサンプル水をポンプおよびすぐに (手順 1.5) の測定を行います。
3. チューブで蠕動ポンプを使用して、表面と 0.6 深さからサンプルを取得します。正しい管の長さを指定した深さのポンプに接続します。
   1. 水系に強い電流、ジッパー ネクタイを使用して重量を助けるポンプ チューブ チューブ溶接 6.4 mm チェーンを添付します。チェーンの最後に、さらに軽量チェーンとチューブ アセンブリに重量やセメント ブロックを配置します。
      注意:ポンプ用チューブに直接体重やセメント ブロックを接続しないでください。
   <....

Results

10 青い PE 微粒子 (50-100 μ m に至るとスパイクがテキサス州コーパスクリスティ (テキサス A & M 大学コーパスクリスティ キャンパスに隣接して) この議定書、Oso の湾からの 3 つのサンプル (V₁V₃) の回収率を検証するには直径) および様々 な長さ (図 3) の 50 の緑ナイロン繊維。サンプル TSS が計算される (セクション 2) をクリックし、サンプルのセクション 3-5 を説明する方法を使用してフィルター処理されました。青い PE 微粒子と緑ナイロン繊維の分離、(表 1) を定量化します。その他の繊維や微粒子メッシュふるい、膜フィルター、Oso 湾水試料に由来する可能性が観察されました。平均では、PE の微粒子の 100%、ナイロン繊維の 92% が回収されました。繊維の損失濾過や不適切な情報の識別中に少量サンプルの損失の可能性があります。

Discussion

ドリフト ネットを用いた塑性コレクションは、堆積物とプラスチックの濃度が低く、従って必要とする大規模なサンプル ボリュームを海のような環境で従来の方法です。ただし、ドリフト ネットではありません常に実用的または安全な高い沈殿物の負荷や大型浮潜破片が付いている川です。また、≥ 300 μ m サイズのプラスチックの調査に使用のほとんどの網がメッシュを徹底的に取り込んで塑性材料、特に繊維を定量化しようときに、流し網を使用する可能ではないです。このペーパーで説明したプロトコルでも microplastics のキャプチャを確保しながら高い沈殿物の負荷を含む水域でのサンプリングは、< 直径 300 μ m。メソッドと関連付けられているフィルタ リング デバイスの汎用性特定のプロジェクト ニーズに適応することができます。さらに、このプロトコルで得られたデータは水質を改善し、最近ビーズ禁止²⁶など、これらの戦略の有効性を測定するため軽減戦略の開発に役立ちます。

このメソッドは、コレクションのサンプル深度、ボリュームの入力、および micropla.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1L Cubitainerコンテナ、低密度ポリエチレン	VWR	89094-140	サンプルの収集と保管に使用されるコンテナ。
2-1/2 "明確なスケジュール40の堅いポリ塩化ビニールの管	米国プラスチック株式会社	34138	装置を作るために使用されるポリ塩化ビニールの管は2.43メートルの管として来る。次に、パイプをユニオンジョイントで区切られた各セクションに必要な長さに切断しました。セクションの長さは、細孔サイズが小さいほどデバイスがすぐに詰まると予測することによって決定されました。長いセクションは、サンプルがデバイスに残っている間にフィルターを交換するためにデバイスを分解する必要がないように、水を集めて保持するために、小さな細孔サイズの上に配置されました。1つのろ過装置には、18インチ1個、12インチ1個、および6インチ2個が必要です。
2-1/2インチ PVC SCH 40 ソケット ユニオン	サプライハウス	457-025	ユニオンジョイントは、ナイロンふるいと混合セルロース膜を収容するためにPVCパイプに接着されました。
ナイロン6織メッシュシート、不透明オフホワイト、幅12インチ、長さ12インチ、メッシュサイズ500ミクロン、オープンエリア38%(5個入り)	Amazon	CMN-0500-C / 5PK-05	シートを介して小さな部品を、PVCパイプの外径の直径に合わせて円にカットしました。ほつれが生じないように、エッジは接着されました。接着剤の直径は、ろ過中に影響を受けないように、PVCの内径まで伸びないようにする必要があります。
ナイロン6織メッシュシート、不透明ホワイト、幅12インチ、長さ12インチ、100ミクロンメッシュサイズ、オープンエリア44%(5個入り)	B0043D1TB4	経由の小さなパーツ	シートは、PVCパイプの外径の直径に合わせて円にカットされました。ほつれが生じないように、エッジは接着されました。接着剤の直径は、ろ過中に影響を受けないように、PVCの内径まで伸びないようにする必要があります。
ナイロン6織メッシュシート、不透明ホワイト、幅12インチ、長さ12インチ、50ミクロンメッシュサイズ、37%オープンエリア(5個入り)	Amazon経由の小さなパーツ		B0043D1SGAメッシュシートは、PVCパイプの外径の直径に合わせて円にカットされました。ほつれが生じないように、エッジは接着されました。接着剤の直径は、ろ過中に影響を受けないように、PVCの内径まで伸びないようにする必要があります。
混合セルロースエステルメンブレン、0.45um、142mm、25 / pk	VWR	10034-914	0.45 umの混合セルロースメンブレンフィルターを最後のフィルターとして使用しました。大径化により、フィルターをコーン状に折り畳み、フィルターの表面積を増やして目詰まりを防止しました。
金属メッシュバスケット茶葉ストレーナーティーポットフィルター76mm直径3pcsUxcell	アマゾン	a15071600ux0260	真空ポンプによって圧力が加えられたときに引き裂かれを防ぐために、メンブレンフィルターに追加のサポートを提供するために使用されます。
1/2 "ポリ塩化ビニールの有刺鉄線の挿入物の雄のアダプター	供給の家	1436-005	真空アダプターは高い沈殿物の集中による遅いろ過の場合に真空ろ過を可能にするために加えられた。
1/2インチ外径x 3/8インチ内径x 10フィートPVC透明ビニールチューブ	ホームデポ	702229	真空ポンプをろ過装置に接続するために使用されるチューブ。
YSI Professional Plus マルチパラメータ機器(クアトロケーブル付き	) YSI	6050000	追加の水質パラメータパラメータ(濁度、温度、導電率、pH、溶存酸素(DO)など)を測定するために使用されるハンドヘルドメーターです。
2100P携帯用濁度	計Hach	4650000	手持ち型のメートルは濁度を測定するのに使用されました。
FEPライニングPEチューブ	Geotech	87050529	ペレストルティックポンプと併用し、所望の深さから水サンプルを採取するチューブです。
ジオポンプ 蠕動ポンプ シリーズII	ジオテック	91350123	水サンプルの収集に使用されるポンプ。
MeiJi Techno EMZ-8TR顕微鏡	Microscope.com	EMZ8TR-PLS2	は、メッシュふるいとメンブレンフィルターを分析して、疑わしいマイクロスプラスチックを定量化するために使用されます。
Nicolet iS10 FTIR分光計	Thermo Electron North America	912A0607	FTIRは、疑わしいマイクロプラスチックの分析に使用されます。
Nicolet iN5 FTIR顕微鏡	Thermo Electron North America	912A0895	FTIR顕微鏡は、疑わしいマイクロプラスチックの分析に使用されます。
ゲルマニウム(Ge)ATR	サーモエレクトロンノースアメリカ	869-174400	ゼラニウムATRアクセサリーは、疑わしいマイクロプラスチックを分析するためにNicolet iN5 FTIR顕微鏡と一緒に使用されます。
アルミニウム製 EZ-Spot マイクロマウント (5 個入りパッケージ)	Thermo Electron North America	0042-545	顕微鏡スライドは、疑わしいマイクロプラスチックを分析するために Nicolet iN5 FTIR 顕微鏡と一緒に使用されます。
アルミニウムコーティングされたガラスサンプルスライド	サーモエレクトロンノースアメリカ	0042-544	顕微鏡スライドは、疑わしいマイクロプラスチックを分析するためにNicolet iN5 FTIR顕微鏡と一緒に使用されます。