샘플링, 정렬, 및 높은 정지 퇴적 부하와 큰 부동 파편 수생 환경에서 Microplastics

Summary

날짜 대부분의 microplastic 연구는 일시 중단 된 솔리드 레벨은 상대적으로 낮은 해양 시스템에서 발생 했습니다. 포커스는 지금 높은 앙금 짐 그리고 부동 파편 기능이 있습니다 담 수 시스템을 이동 하 고. 이 프로토콜을 수집 하 고 높은 정지 고체 부하를 포함 하는 수 중 환경에서 microplastic 샘플 분석 해결 합니다.

Abstract

바다에서 플라스틱 파편의 유비 쿼터 스 존재는 널리 공개, 과학 사회, 그리고 정부 기관에 의해 인식 됩니다. 그러나, 최근에 담 수 시스템, 강과 호수에 microplastics 되었습니다 정량. 표면에 Microplastic 샘플링 일반적으로 배포 하거나 뒤에 편 류 그물 제한 정지 퇴적 물 및 부동 또는 침수 파편의 낮은 레벨 환경에 샘플링 고정 또는 이동 보트를 이루어져 있다. 일반적으로 microplastic 파편을 수집 드리프트 그물을 고용 하는 이전 연구 ≥300 µ m 메쉬 크기, 그물을 통과 하 여 정량화 들이 크기 아래 플라스틱 파편 (입자와 섬유)를 수 있도록 그물 사용 합니다. 프로토콜 상세 여기 있습니다: 1) 샘플 컬렉션 높은 환경에서 부하 및 부동 중단 또는 파편 2) 캡처 및 microplastic 입자와 섬유의 정량화 빠져들 < 300 µ m. 물 견본을 사용 하 여 수집 된는 저밀도 폴 리 에틸렌 (PE) 필터링 및 실험실에서 분석 전에 저장 용기에 연동 펌프. 여과 분리형 연합 합동 나일론 메쉬 체를 지 내게 하 고 혼합 셀 룰 로스 에스테 르 멤브레인 필터를 포함 하는 주문 품 microplastic 여과 장치와 이루어졌다. 메쉬 체와 멤브레인 필터 계량 및 microplastic 입자와 섬유를 stereomicroscope로 시험 되었다. 이러한 자료 다음 마이크로 감쇠 총 반사율 푸리에 변환 적외선 분 광 계 (마이크로 ATR FTIR)를 사용 하 여 microplastic 폴리머 유형을 결정 하기 위해 시험 되었다. 복구 블루 PE 입자와 녹색 나일론 섬유;를 사용 하 여 샘플을 급상승에 의해 측정 되었다 퍼센트 복구는 미 립 자에 대 한 100%와 92% 섬유에 대 한 결정 했다. 이 프로토콜은 앙금의 높은 농도 가진 높은 속도 강에 microplastics에 유사한 연구를 안내할 것입니다. 연동 펌프 및 여과 장치에 간단한 수정, 사용자가 수집 하 고 다양 한 샘플 볼륨 및 미 립 자 크기 분석 수 있습니다.

Introduction

플라스틱 바다에 이르면 1930¹관찰 먼저 되었다. 플라스틱 해양 파편 범위 지상파에서 바다를 입력 하는 플라스틱의 4.8-12.7 백만 MT 바다의 표면에 플라스틱의 243,000 미터 톤 (MT)에서 최근 견적은 매년^2,3소스입니다. 플라스틱 해양 파편에 대 한 초기 연구는 macroplastics에 초점을 맞춘 (> 5 m m 직경) 그들은 쉽게 표시 하 고 정량. 그러나, 최근에 macroplastics 대표 발견 되었다 < 수, 바다, 플라스틱 파편의 압도적 microplastic을 나타내는 플라스틱 파편의 10% (< 5 m m 직경)².

Microplastics 두 그룹으로 분류 된다: 1 차 및 2 차 microplastics. 기본 microplastics는 직경에서 제조한 플라스틱의 구성 < 5 m m nurdles, 소비자 제품을 만드는 데 사용 하는 원시 펠 릿, 퍼스널 케어 제품 (예를 들어, 페이셜 워시, 바디 스크럽에 exfoliants로 사용 하는 microbeads를 포함 하는 고 치약), 연마 재 또는 윤 ....

Protocol

1. 물 샘플 컬렉션

1. 물 샘플을 수집 하 고 보트 강이 잘 혼합 적으로 강 또는 방전 (예를 들어, 미국 지질 조사국 (USGS) 게이지 역) 알려져 있다 위치에 대 한 관심의 품질 데이터를 물. ²⁰ 보장 하기 위해 물이 잘 혼합, 상대적으로 일정 한 전도성이 유지를 강에 휴대용 측정기를 사용 하 여 보트 가이드.
2. 샘플링 사이트, 레코드 위치 좌표 및 깊이에 0.6-깊이 찾으려면, 단순히 곱하면 총 깊이 0.6. 측정 물 품질의 (예를 들어, 탁도, 온도, 전도도, pH, 그리고 용 존된 산소 (DO)) 휴대용 측정기를 사용 하 여 매개 변수. 매개 변수를 측정, 연동 펌프를 사용 하 여 넓은 입 컨테이너에 원하는 깊이에서 샘플 물 펌프 하 고 즉시 측정 (1.5 단계)를 수행 합니다.
3. 튜브 연동 펌프를 사용 하 여 표면 및 0.6-깊이에서 샘플을 얻을. 올바른 튜브 길이 특정된 깊이 대 한 펌프에 연결 합니다.
   1. 강 시스템에 강한 해류로 인해 용접 6.4 m m 체인을 연결 무게를 우편 넥타이 사용 하 여 펌프 튜브 튜브. 체인의 끝에 더 무게 체인 및 튜브 어셈블리 무게 또는 시멘트 블록을 배치 합니다.
      주의: ....

Results

이 프로토콜, Oso 베이에서 3 샘플 (V₁-V₃)의 복구 속도 확인 하기 위해 코 퍼스 크리스티, 텍사스 (텍사스 A & M 대학교 코 퍼스 크리스티 캠퍼스에 인접 한), (50-100 µ m에서에서 배열 하는 10 블루 PE 입자와 아군 했다 직경) 및 50 녹색 나일론 섬유의 다양 한 길이 (그림 3). 샘플 TSS는 계산된 (제 2)은 다음 샘플 섹션 3-5에 설명 된 방법을 사용 하 여 필터링 된. 블루 PE 입자와 녹색 나일론 섬유 다음 분리 하 고 정량 (표 1). 다른 섬유와 입자 메시 체에 멤브레인 필터, 가능성이 Oso 베이 물 샘플에서 파생 관찰 했다. 평균, PE 입자의 100%와 나일론 섬유의 92%는 재기 되었다. 섬유의 손실 여과 또는 잘못 된 id 중 샘플 손실의 작은 금액으로 인해 수 있습니다.

Discussion

드리프트 그물을 사용 하 여 Microplastic 컬렉션은 어디 침전 물 및 플라스틱 농도 낮은, 따라서 필요한 큰 샘플 볼륨 바다 같은 환경에서 기존의 방법입니다. 그러나, 편 류 그물 또는 되지 않습니다 항상 실용적인 안전 강 높은 앙금 짐 그리고 큰 부동 또는 침수 파편에. 또한, ≥300 µ m 크기 플라스틱 설문 조사에 사용 하는 대부분 그물 망으로 철저 하 게 캡처 및 microplastic 물자, 특히 섬유, 계량을 하려고 하는 때 편 류 그물을 사용 하 여 가능 하지 않습니다. 이 문서에 설명 된 프로토콜 waterbodies microplastics의 캡처 허용 하는 동안 포함 하는 높은 퇴적 물 중에에서 샘플링에 대 한 허용 < 300 µ m 직경에서. 메서드와 연결 된 필터링 장치 다목적 이며 특정 프로젝트의 필요에 적응 시킬 수 있다. 또한,이 프로토콜 데이터 수 질을 개선 하 고 최근 microbead 금지²⁶등이 전략의 효율성을 측정 하는 완화 전략을 개발 도.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1L 큐비테이너 용기, 저밀도 폴리에틸렌	VWR	89094-140	용기는 샘플을 수집하고 보관하는 데 사용됩니다.
2-1/2" Clear Schedule 40 Rigid PVC Pipe	United States Plastic Corporation	34138	장치를 만드는 데 사용되는 PVC 파이프는 2.43m 파이프로 제공됩니다. 그런 다음 파이프를 유니온 조인트로 분리된 각 섹션에 대해 원하는 길이로 절단했습니다. 단면 길이는 더 작은 기공 크기가 장치를 더 빨리 막을 것이라고 예측하여 결정되었습니다. 샘플이 장치에 남아 있는 동안 필터를 교체하기 위해 장치를 분해할 필요가 없도록 물을 모으고 유지하기 위해 더 긴 섹션을 더 작은 기공 크기 위에 배치했습니다. 하나의 여과 장치에는 18인치 1개, 12인치 1개, 6인치 조각 2개가 필요합니다.
2-1/2" PVC SCH 40 소켓 유니온	Supply House	457-025	Union 조인트는 나일론 체와 혼합 셀룰로오스 멤브레인을 수용하기 위해 PVC 파이프에 접착되었습니다.
나일론 6 짠 메쉬 시트, 불투명 오프 화이트, 너비 12인치, 길이 12인치, 500미크론 메쉬 크기, 38% 개방 공간(5개 팩)	CMN-0500-C/5PK-05	통한 소형 부품	메쉬 시트는 PVC 파이프의 외경 직경과 일치하도록 원으로 절단되었습니다. 가장자리는 닳지 않도록 접착되었습니다. 접착제의 직경이 PVC의 내경으로 확장되어서는 안 되므로 여과 중에 영향을 받지 않습니다.
나일론 6 짠 메쉬 시트, 불투명 화이트, 너비 12", 길이 12", 100미크론 메쉬 크기, 44% 개방 영역(5개 팩)	B0043D1TB4	통한 소형 부품	메쉬 시트는 PVC 파이프의 외경 직경과 일치하도록 원으로 절단되었습니다. 가장자리는 닳지 않도록 접착되었습니다. 접착제의 직경이 PVC의 내경으로 확장되어서는 안 되므로 여과 중에 영향을 받지 않습니다.
나일론 6 짠 메쉬 시트, 불투명 화이트, 너비 12", 길이 12", 50 미크론 메쉬 크기, 37% 개방 영역(5개 팩)	B0043D1SGA	통한 소형 부품	메쉬 시트는 PVC 파이프의 외경 직경과 일치하도록 원으로 절단되었습니다. 가장자리는 닳지 않도록 접착되었습니다. 접착제의 직경이 PVC의 내경으로 확장되어서는 안 되므로 여과 중에 영향을 받지 않습니다.
혼합 셀룰로오스 에스테르 멤브레인, 0.45um, 142mm, 25/pk	VWR	10034-914	0.45um의 혼합 셀룰로오스 멤브레인 필터가 마지막 필터로 사용되었습니다. 큰 직경을 사용하여 필터를 원뿔 모양으로 접어 필터의 표면적을 늘려 막힘을 방지하였습니다.
금속 메쉬 바구니 찻잎 스트레이너 찻주전자 필터 76mm Dia 3pcs	Uxcell via Amazon	a15071600ux0260	진공 펌프에 의해 압력이 가해질 때 찢어지는 것을 방지하기 위해 멤브레인 필터를 추가로 지지하는 데 사용되는 메쉬 바구니입니다.
1/2" PVC 가시 삽입 수 어댑터	공급 하우스	1436-005	높은 침전물 농도로 인해 느린 여과의 경우 진공 여과를 허용하기 위해 진공 어댑터가 추가되었습니다.
1/2 in. O.D. x 3/8 in. I.D. x 10 ft. PVC 투명 비닐 튜브	홈 디포	702229	진공 펌프를 여과 장치에 연결하는 데 사용되는 튜브.
YSI Professional Plus 다중 파라미터 기기(Quatro 케이블 포함	YSI	6050000	휴대용 측정기는 추가 수질 매개변수 매개변수(예: 탁도, 온도, 전도도, pH 및 용존 산소(DO))를 측정하는 데 사용됩니다.
2100P 휴대용 탁도계	Hach	4650000	탁도를 측정하는 데 사용되는 휴대용 미터.
FEP 라이닝 PE 튜빙	Geotech	87050529	튜빙은 원하는 깊이에서 물을 수집하기 위해 perestaltic 펌프와 함께 사용됩니다.
Geopump 연동 펌프 시리즈 II	Geotech	91350123	펌프는 물 샘플을 수집하는 데 사용됩니다.
MeiJi Techno EMZ-8TR 현미경	Microscope.com	EMZ8TR-PLS2	현미경은 메쉬 체와 멤브레인 필터를 분석하여 의심되는 미세 플라스틱을 조사하는 데 사용됩니다.
Nicolet iS10 FTIR 분광계	Thermo Electron North America	912A0607	FTIR은 의심되는 미세 플라스틱을 분석하는 데 사용됩니다.
Nicolet iN5 FTIR 현미경	Thermo Electron North America	912A0895	FTIR 현미경은 의심되는 미세 플라스틱을 분석하는 데 사용됩니다.
Germanium (Ge) ATR	Thermo Electron North America	869-174400	제라늄 ATR 액세서리는 Nicolet iN5 FTIR 현미경과 함께 사용되어 의심되는 미세 플라스틱을 분석합니다.
알루미늄 EZ-Spot 마이크로 마운트(5개 패키지)	Thermo Electron North America	0042-545	현미경 슬라이드는 의심되는 미세 플라스틱을 분석하기 위해 Nicolet iN5 FTIR 현미경과 함께 사용됩니다.
알루미늄 코팅 유리 샘플 슬라이드	Thermo Electron North America	0042-544	현미경 슬라이드는 Nicolet iN5 FTIR 현미경과 함께 사용되어 의심되는 미세 플라스틱을 분석합니다.