Name: 바다 표면 및 샘플 분석에 Microplastics 샘플링을위한 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 16 s
Description: 배우세요 해수면 미세플라스틱 샘플링 및 분석 방법을 만타 트롤과 ATR FT-IR 분광법을 활용하여. 이 표준화된 프로토콜은 해양 오염 모니터링과 환경 관리 연구에 필수적인 데이터를 제공합니다.

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이 프로토콜의 개발은 DeFishGear 프로젝트 (1 ° STR / 00010)에서, IPA 아드리아 국경 간 협력 프로그램 2007-2013에 의해 설립되었다.

바다 표면에 microplastics 1. 샘플링 <ol><li> 라인과 캐러 비너를 사용하여 스피너 커 붐 또는»A-프레임«를 사용하여 용기의 측면에서 만타 그물을 배포합니다. </li><li> 후류 영역 내부의 난류의 영향을 물을 수집하는 것을 방지하기 위해 - (보트에서 4m 거리. 약 3) 후류 영역에서 만타 그물을 배포합니다. </li><li> 데이터 시트의 초기 GPS 좌표와 초기 시간을 기록합니다. </li><li> 약의 속도로 하나의 직선 방향으로 이동하기 시작합니다. 2-3 매듭 30 분 동안의 시간 측정을 시작한다. </li><li> 30 분 후 보트를 중지하고 최종 GPS 좌표를 기록, 경로의 길이는 제공된 데이터 시트에 평균 보트 속도에서 만타 그물을 들어 올려 (가장 정확한 방법은 GPS 좌표에서 길이를 계산하는 것입니다) 물. </li><li> 보트 워싱턴에서 잠수 펌프 또는 물을 사용하여 해수와 인터넷의 외부로부터 철저하게 만타 그물을 씻어터 저수지. 대구 끝으로 그물에 부착 된 모든 입자를 집중하기 위해 대구 끝까지 타 입의 방향으로 씻어. 주 : 오염을 방지하기 위해 그물의 개구부를 통해 샘플을 씻어 마십시오. </li><li> 안전하게 대구 끝을 제거하고 대구의 샘플은 300 μm의 메쉬 크기 체 이하를 종료 체. </li><li> 외부로부터 철저하게 대구 끝을 씻어 체를 통해 샘플의 나머지 부분을 붓는다. 더 이상 대구 끝에 내부에 입자가 없을 때까지이 단계를 반복합니다. </li><li> 체의 한 부분에 체에 대한 모든 자료를 집중한다. </li><li> 깔때기를 이용하여 70 % 에탄올을 사용하여 유리 병 또는 플라스틱 병에 체를 헹군다. </li><li> , 병을 닫습니다 종이 수건으로 닦아 뚜껑을 라벨 및 방수 마커 샘플 이름과 날짜와 함께 단지 외부 (당신은 또한 가능한 손실을 방지하기 위해 항아리에 연구 개 종이에 연필로 쓴 두 번째 레이블을 넣어해야합니다 의항아리에 삭제 된 라벨로 인해 샘플 이름). 멋진 상자에 표시된 플라스틱 병을 전송합니다. 일반적인 샘플링 조건 참고 : 풍속 이상이 퍼트 안 파도가 너무 높고 그물 바다 표면에 안정하지 않기 때문에. 트로 올 동안 일정한 속도로 일정한 직선 코스를 유지하는 것이 중요하다. 만타 순 개방의 절반은 샘플링 동안 침수되어야한다. 샘플링 시간은 30 분이어야한다 (천연 소재의 많은 양이 경우, 예를 들어, 플랑크톤 꽃을 샘플링 기간은 짧아 질 수 있습니다.) 플라스틱 도구와 용기의 사용을 피하십시오. 합성 의류 (예 : 양털)을 피하고, 로프 및 선박 타 네트의 접촉은 시료의 오염을 방지합니다. 배포 및 그물을 캡처하는 동안 만타 순 또는 보트 선체 손상되지 않도록 매우주의해야합니다. </li></ol> 바다 표면 샘플에서 microplastics 2. 분리 <ol><li> 샘플은 포함하지 않는 경우25mm보다 큰 모든 항목과, 깨끗 3 단계와 직접 계속 나타납니다. </li><li> 시각적 식별 및 핀셋을 사용하여 체 (≤300 μm의 메쉬 크기)을 통해 샘플을 붓고 샘플에서 크기&gt; 5mm (매크로 및 메조 쓰레기)의 모든 자연 또는 인공 쓰레기 개체를 제거합니다. 여기에 부착 된 모든 microplastic 쓰레기를 제거하기 위해 증류수로 조심스럽게 각 제거 객체를 씻어주의하십시오. 별도의 용기에 모든 자연과 인공 쓰레기 개체를 저장합니다. 데시 케이 터 (또는 야외에서,하지만 폐쇄 접시)의 모든 자연과 인공 쓰레기 개체를 건조하고 무게. 쓰레기 항목 16의 카테고리의 마스터 목록에 따라 모든 쓰레기 개체&gt; 25mm (매크로 쓰레기)를 확인합니다. </li><li> 모든 큰 객체를 제거한 후, 분출 병 또는 수돗물을 사용하여 자체의 한 부분에 남아있는 부분을 농축시켰다. FUNN의 도움으로 70 % 에탄올의 최소량을 사용하여 유리 샘플 용기에 붓고엘자. 주의 :이 단계에서는 70 % 에탄올의 사용은 시료를 유지하는 것이 중요하다. 또한 샘플의 육안 검사의 단계에서, 에탄올 따라서 쉽게 찾을 될 유기체와 화려한 플라스틱을 변색하는 데 도움이됩니다. </li><li> 샘플 (표본)을 소량 취하여 유리 페트리 접시에 부어. 실체 현미경의 사용과 샘플을 분석 (20 - 80 배 줌) 및 microplastic 입자를 검색합니다. </li><li> 각 microplastic 입자는 표 1에 나열된 카테고리 중 하나로 분류하고 카테고리 이름이 표시 페트리 접시 나 기타 유리 바이알에 투입한다. 페트리 접시는 항상 폐쇄 할 필요가있다. 참고 : 샘플에서 분리 microplastics는 보수적 및 분석을위한 작은 입자보다 오히려 선택합니다. 입자의 실제 화학 구조는 여전히 나중에 결정될 것이다. microplastics가 붙어 때문에 큰 항목 아래에 숨겨져있을 수 있습니다 모든 측면에서 큰 개체를 분석해야합니다.또한, 페트리 접시의 한쪽 이미 분석 된 개체를 이동하는 것이 도움이 될 수있다. </li><li> 장비 (마이크로 미터 슬라이드 또는 이미지 분석 소프트웨어에 의해 보정 안구 통치자)를 측정 현미경 페트리 접시를 넣고 필라멘트를 제외한 각 입자의 크기 (가장 긴 대각선을 측정)를 측정하고 색상을 확인합니다. 각 표본은 다른 사람에 의해 검토되어야한다. 유리 벽에 부착 된 모든 입자는 페트리 접시에 세척되도록 샘플이 들어있는 유리 용기를 씻어주의하십시오. </li><li> 개별적으로 분석 규모의 사용에 의해 각 카테고리의 microplastic 입자를 무게. Microplastic 입자는 계량하기 전에 건조해야합니다. 폐쇄 페트리 접시 데시 케이 터에 넣어하거나 샘플 입자 (입자 폐쇄 페트리 접시의 무게가 일정)까지 건조 된 폐 접시에 건조 남아있을 수있다. </li><li> 마이크로 쓰레기를 식별합니다. microplastics의 검색에서 샘플을 분석 할 때 다음 사항을 고려하시기 바랍니다다른 사람들이 찾을 난이도가있을 수 있지만 일부 입자 (색상, 모양, 크기)을 쉽게 볼 수 있습니다. 다음은 샘플에서 microplastic 입자를 식별하는 몇 가지 기능은 다음과 같습니다 예를 들어, 아니 셀 구조, 고르지, 날카로운, 비뚤어진 가장자리, 균일 한 두께, 독특한 색상 (파란색, 녹색, 노란색, 등). </li></ol> microplastics 3. 화학 물질의 식별 <ol><li> ATR-FTIR 분광기 <ol><li> 이전 분석에 알코올과 보풀이없는 천으로 검출 시스템을 청소합니다. </li><li> 배경 스펙트럼을 기록합니다. 샘플 홀더에 샘플을 놓고 스펙트럼을 수집합니다. 데이터베이스의 스펙트럼으로 얻어진 스펙트럼의 자동 비교를 사용하여 얻어진 ATR- FTIR 스펙트럼을 확인합니다. </li></ol></li><li> 마이크로 ATR-FTIR 분광기 <ol><li> 이전 분석에 알코올과 보풀이없는 천으로 검출 시스템을 청소합니다. </li><li> 유리 필터에 샘플을 놓습니다. 참고 : 다른 필터는 우리가 될 수 있습니다에드 그러나 그들의 폴리머 특성은 특성을 방해 할 수 있습니다. </li><li> 자동 스캔 테이블에 샘플 필터를 놓고 샘플을 찾기 위해 조이스틱을 사용합니다. </li><li> 광학 이미지를 기록하고 영역을 표시합니다 (예 : 20 μm의 20에 의해) 샘플을 특징으로 할 위치. </li><li> 배경 스펙트럼을 기록합니다. </li><li> 샘플 홀더에 샘플을 놓고 미리 정의 된 위치에서 스펙트럼을 수집합니다. </li><li> 데이터베이스의 스펙트럼으로 얻어진 스펙트럼의 자동 비교를 사용하여 얻어진 마이크로 ATR-FTIR 스펙트럼을 확인합니다. </li></ol></li></ol>

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타 그물로 바다 표면에 Microplastics 샘플링은 바다 표면에 microplastics의 샘플링을 위해 널리 사용되는 방법이지만 날짜에 더 통일 된 방법이 없었다. 많은 양의 물은 망 만타 통해 여과 될 수있다 따라서 microplastics의 해당 번호를 포착 할 가능성이 높고, 그 결과는 신뢰성있는 것으로 인식된다. 다른 샘플 중 결과의 비교는 정규화에 의해 보장된다. 우리의 경우, 농도는 순 개구의 가로 폭 트롤 거리를 곱하여 샘플 영역에 관련되었다. 또 다른 옵션은 넷 개구부에 고정 된 유량계를 사용하는 것이다. 그 측면 날개 만타 그물 바다 표면에 매우 안정하고, 따라서 파동의 호핑 최소이므로 유량계의 사용이 가능하다. 유량계 여과 물의 부피를 기록함으로써 샘플링 된 물 (16)의 체적 당 결과의 정규화를 가능하게한다. <p class="jove_content"&gt;는 자주 사용 만타 그물 약 300 ㎛의 메쉬 크기를 갖고있는 3 - 4.5 m 길이. 이러한 치수는 네트의 막힘을 방지하고, 가능한 한 큰 물 부피를 샘플링 할 수 있도록 최적화되었다. 트롤 어업 속도는 2 사이가 될 것을 권장합니다 - 3 노트하지만, 파고, 풍속과 바다 전류에 따라 달라집니다. 만타 그물 감독하에 샘플링 동안 전체 시간하는 것이 매우 중요하고 호핑 시작되면, 트롤 어업 속도는 감소되어야한다. 트롤 어업 시간은 약 30 분으로 권장하지만, seston 농도에 따라 결정된다. seston 때로는 타 그물을 막 신 것을 발생할 수 있습니다. 이 경우 저인망 즉시 중단되어야 달리 microplastic 입자가 손실 될 수 있고, 넷은 손상받을 수있다. 타 망은 자주 용기의 측으로부터 고정이다. 만타 그물 후류 영역에서 확실히 동안이, 또한 가장 적합한 옵션입니다. 일부 조사에서는 만타 그물은 선박의 선미에서 고정17, 18,하지만 당신은 그물이 후류 영역에서 있는지 확인해야하는 경우입니다. 용기에 의한 난류의 영역이 상기 용기의 크기와 상기 보트 (19), (20)의 속도의 변화 때문에 트롤이 샘플링에 대해 설정되는 간격은 개별적으로 결정되어야한다. 바다 표면 샘플에서 microplastic 입자의 분리는 대부분 시각적 식별 (21)에 의해 바로 이루어집니다. 1mm보다 작은 입자는 실체의 사용을 필요로하면서 큰 1mm 이상의 입자를 육안으로 쉽게 식별 할 수있다. 실체 현미경의 편광을 이용하여, 플라스틱 사람과 비 플라스틱 입자를 혼동의 가능성을 줄이기 위해 권장합니다. 플라스틱 입자의 오인의 가능성은 작은 입자와 높은 가져옵니다. 따라서 입자&gt; 0.5 mm는 실체 현미경을 사용하여 시각적으로 확인 (21) 할 수있다. 0.5 mm보다 작은 입자추가로,보다 정확한 방법은 예를 들어 마이크로 ATR-FTIR 분광기 (21)가 필요합니다. 샘플로부터 microplastics 분리하는 과정에서 부유 필라멘트 샘플 오염의 가능성이 매우 높다. 이 때문에, 작업 테이블에 열려 배양 접시를 제어하는 ​​강력한 잠재적 인 오염 공기 입자의 식별을 위해 사용하는 것이 좋습니다. 즉, 데이터의 품질 강하게 의존 1) 샘플 16 샘플 2) 품질과 입체의 배율 및 유기물 3) 양의 작업을하는 사람의 정밀도. 시각적 식별 후에 강하게 재료 (8)의 화학 식별 가능한 방법 중 하나에 정렬 된 입자를 분석하는 것을 권장한다. 여러 가지 방법 중 어느 FTIR 스펙트럼과 라만 분광법 가장 FREQUEN은 중합체 식별 존재TLY (22)을 사용했다. FTIR과 라만 분광법은 상호 보완적인 기술이며, 그 정확도는 비슷합니다. 우리의 프로토콜에서 &quot;감쇠 총 반사율&quot;(ATR)와 FTIR 및 마이크로 FTIR 스펙트럼이되게됩니다. 그들은 사용하기 간단하고 빠르고 정확한 결과를 가능하게한다. 플라스틱 폴리머 따라서 IR이 microplastics (21)의 식별을위한 최적의 기술을 분광법 만드는 독특한 밴드 패턴이 매우 특정 적외선 (IR) 스펙트럼을 갖는다. IR 스펙트럼 특성 (22)의 측정을 가능하게하는 샘플과 상호 작용할 때 IR 방사선의 에너지는 특정 분자의 진동을 여기시킨다. FTIR 스펙트럼은 또한 산화 분해 및 23의 24 단계의 강도 등의 입자에 대한 추가적인 정보를 제공 할 수있다. ATR-FTIR 큰 입자의 화학적 식별 (&gt; 0.5 mm)에 적합한 반면, 마이크로 ATR-FTIR 분광기 # 입자의 화학 구조에 대한 정보를 제공 할 수있다60 0.5 mm, 그것이 현미경 적외선 분광기의 기능을 겸비한있다. 물이 강한 IR 방사선 (22), 정제를 흡수 이후 FTIR 마이크로 FTIR 분광기를 사용하기 전에 microplastic 입자 경우들이 IR 스펙트럼에 영향을 미칠 수있는 바이오 필름 및 / 또는 다른 유기 및 무기의 부착물로 피복되는, 이전에 건조한다. 샘플을 정화하는 가장 비 침습적 방법은 교반 및 담수 (25)와 린스입니다. 이 충분하지 않은 경우, 30 %의 과산화수소를 사용하는 것이 바람직합니다. 다른 모든 방법이 부정적인 microplastic 입자에 대한 영향 (예 : 더 입자를 깰 수 초음파 세척, 강한 산성 또는 알칼리성 용액 등 여러 가지 플라스틱 폴리머를 손상시킬 수 있습니다) 따라서 그 사용하지 않는 것이 좋습니다을 가질 수 있습니다. 유망한 플라스틱 친화 정제 단계와 같은 일련의 소화 효소의 사용이다. 정제 다른 기술 효소를 사용하여 (예 : 리파제하는mylase, 테가 키틴은 셀룰라아제는 테-K)는 성공적 플랑크톤 생물학적 매트릭스를 감소시키고 따라서 FTIR 분광학 측정 22 중 매트릭스 아티팩트를 최소화하기위한 유용한 기술로 입증 적용되었다. 시각적 식별 및 선택 입자의 화학 식별하여 microplastics의 분리는 모두 매우 시간이 많이 소요되는 프로세스입니다. 이 작품은 플라스틱 입자를 인식에서뿐만 아니라, 생물학적 문제를 인식에서뿐만 아니라 실체 현미경과 경험을 가지고 정확하고 환자 개인에 의해 수행되어야한다. 심지어 경험이 풍부한 사람은 키틴 또는 규조류 조각 (22)에서 명확하게 모든 잠재적 microplastic 입자를 구별 할 수 없습니다. 따라서, 시각적 인 정렬 에러 레이트 20 % 26 70 % 21 범위 및 입자 크기 감소와 함께 증가한다.

바다의 미세 플라스틱 오염은 플라스틱 생산의 지속적인 증가와 그에 따른 해양 환경에서의 폐기 및 축적으로 인해 현대 사회에서 점점 더 우려되고 있음을 나타냅니다1. 설령 플라스틱 매크로 쓰레기가 더 이상 바다로 유입되지 않더라도, 바다에 이미 존재하는 플라스틱 쓰레기의 파편화로 인해 미세 플라스틱 오염은 계속 증가할 것이다2. 미세플라스틱 오염 연구의 대부분은 해양 및 담수 생태계에서 수행되었으며 주로 해수면 오염을 다루었다3.
미세 플라스틱이라는 용어는 크기가4인 5mm보다 작은 플라스틱 입자를 말합니다. 이 용어는 입자의 이질적인 혼합물을 설명하며, 이는 크기(몇 미크론에서 수 밀리미터까지), 색상 및 모양(매우 다른 모양의 파편에서 긴 섬유에 이르기까지)이 다를 수 있습니다. 미세플라스틱 입자는 1차 또는 2차 기원일 수 있다5. 1차 원산지의 미세 플라스틱은 화장품 산업(필링, 크림 등) 또는 화학 산업에서 다른 플라스틱 제품(예: 플라스틱 산업에서 사용되는 플라스틱 펠릿)의 전구체로 사용되는 작은 입자로 제조됩니다. 2차 기원의 미세 플라스틱은 빛, 열, 산소, 물 및 유기체에 의해 유도된 물리적, 화학적 과정으로 인해 환경에서 더 큰 플라스틱 조각의 분해를 통해 발생합니다6. 2015년에는 4가지 유형의 미세 플라스틱 발생원이 정의되었다: 대형 플라스틱 쓰레기, 청소 제품, 의약품 및 직물6. 더 큰 플라스틱 쓰레기의 주요 공급원(80%)은 육지 기반인 것으로 가정됩니다7. 화장품, 의약품 및 섬유의 미세 플라스틱은 하수와 빗물을 통해 물 생태계로 유입됩니다6. 물 생태계에서 가장 빈번하게 발견되는 미세 플라스틱 입자는 더 큰 플라스틱 쓰레기와 섬유 섬유의 파편입니다8. 
미세 플라스틱은 환경에 몇 가지 부정적인 영향을 미칩니다. 그들의 작은 크기는 해양 생물의 섭취를 통해 먹이 그물에 들어갈 수 있습니다9, 10. 섭취된 입자는 물리적 손상을 일으키거나 동물의 소화 기관을 막을 수 있습니다11. 입자는 또한 잔류성 유기 오염 물질(POP)의 운반체가 될 수 있습니다. 소수성 표면과 큰 표면적과 작은 부피의 유리한 비율로 인해 POP가 미세 플라스틱12에 흡착 할 수 있습니다. POP를 섭취하는 동물의 환경이나 소화 기관에서 POP 및 기타 플라스틱 첨가제는 미세 플라스틱 입자로부터 침출될 수 있습니다13. 
이전 연구에서는 물기둥에서 바닥 퇴적물에 이르기까지 해양 환경3에서 미세 플라스틱이 어디에나 존재한다고 보고했습니다. 미세플라스틱 오염의 위협은 이미 EU의 해양전략기본지침(Marine Strategy Framework Directive)에 의해 확인되었으며, 따라서 미세플라스틱에 대한 의무적 모니터링이 권고되었다14. 이에 따라 해양 쓰레기에 대한 EU 기술 하위 그룹(TSG-ML)은 유럽 바다의 미세 플라스틱 모니터링에 대한 권장 사항을 준비했습니다15. 따라서 미세 플라스틱 샘플링에 대한 비디오 지침은 전 세계적으로 비교 모니터링 및 일관된 관리 프로세스를 지원하기 때문에 매우 중요합니다.
이 프로토콜은 아드리아 해의 미세 플라스틱 오염을 처음으로 모니터링하기 위해 DeFishGear 프로젝트에서 개발되었습니다. TSG-ML15의 "유럽 해역의 해양 쓰레기 모니터링에 대한 지침" 문서의 권장 사항이 고려되었습니다. 이 프로토콜은 해수면에서 미세 플라스틱 샘플링, 샘플에서 미세 플라스틱 분리, 미세 플라스틱 입자의 화학적 분석을 통해 입자가 플라스틱 물질에서 온 것인지 확인하고 플라스틱 유형을 식별하는 방법을 설명합니다. 표본 채취는 잔잔한 물에서 표본 채취에 가장 적합한 장비인 쥐가오리 그물을 사용하여 수행되었습니다16. 샘플에서 미세 플라스틱을 분리하는 것은 실체 현미경을 사용한 시각적 식별로 수행되었습니다. 분리된 입자는 나중에 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법과 마이크로 FTIR 분광법을 사용하여 화학적으로 식별되었습니다.

<table><tbody><tr><td>이 프로토콜에서는 특정 장비나 시약이 사용되지 않았습니다.</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

바다 표면 및 샘플 분석에 microplastics 샘플링을위한 프로토콜

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

해양 환경의 미세 플라스틱 오염은 지난 10년 동안 점점 더 많은 관심을 받고 있는 과학적 주제입니다. 대부분의 과학 출판물은 바다 표면의 미세 플라스틱 오염을 다룹니다. 아래 프로토콜은 미세 플라스틱 입자의 샘플링, 샘플 준비, 분리 및 화학적 식별을 위한 방법론을 설명합니다. 선박의 측면에 부착 된 »프레임«에 고정 된 쥐가오리 그물이 샘플링에 사용되었습니다. 그물의 대구 끝에 걸린 미세 플라스틱 입자는 육안 식별과 실체 현미경을 사용하여 샘플에서 분리되었습니다. 입자는 이미지 분석 프로그램을 사용하여 크기와 ATR-FTIR 및 마이크로 FTIR 분광법을 사용하여 화학 구조를 분석했습니다. 설명된 프로토콜은 해양 쓰레기에 대한 MSFD(Marine Strategy Framework Directive) 기술 하위 그룹에서 발표한 미세 플라스틱 모니터링에 대한 권장 사항과 일치합니다. 비디오 가이드가 포함된 이 서면 프로토콜은 전 세계의 미세 플라스틱 모니터링을 다루는 연구자들의 작업을 지원할 것입니다.

기술 된 프로토콜의 첫 번째 결과들은 시각 정보 (표 1)에 따라 여섯 가지로 분류 microplastic 입자이다. 첫 번째 범주, 통상 가장 풍부한 것은, 단편 (도 1)이다. 그들은 날카로운 비뚤어진 가장자리와 불규칙한 모양, 두께, 강성이다. 서로 다른 다양한 색상 일 수있다. 두 번째 범주는 영화 (그림 2)입니다. 또한 부정형으로 나타나지만, 단편에 비하여 이들은 얇고 유연한 보통 투명하다. 세 번째 범주는 일반적으로 플라스틱 산업에서 발생, 펠렛 (그림 3)입니다. 그들은 불규칙한 둥근 모양이며, 직경 5mm의 주위에, 크기가 일반적으로 더 큰. 그들은 한쪽에 일반적으로 평평하고 다양한 색상이 될 수 있습니다. 네 번째 범주는 과립 (그림 4)입니다. 펠릿에 비해, 이들은 직경 1mm 주위에 규칙적인 원형 일반적으로 작은 크기를 갖는다. 그들은 자연 색상에 표시(흰색, 베이지 색, 갈색). 다섯 번째 범주는 필라멘트 (그림 5)입니다. 그들은, 조각, microplastic 입자의 가장 풍부한 유형 옆에 있습니다. 그들은 서로 다른 두께와 색상, 짧거나 긴 될 수 있습니다. 마지막 범주는 폼 (그림 6)이다. 그들은 대부분 스티로폼의 큰 입자에서 왔습니다. 그들은 부드럽고 불규칙한 모양과 색상 노란색에 흰색입니다. microplastics 샘플링 및 샘플 분석의 주요 결과는 샘플 당 microplastic 입자의 수이다. 이러한 데이터는 km 2 당 더 정규화 할 수 있습니다. 정규화에 사용되는 공식은 다음과 같다 샘플 / 샘플링 면적당 microplastic 입자 (도 7 표 2, 3)의 샘플링 영역은 타 그물의 개구부의 폭으로 샘플링 간격을 곱하여 계산된다. 또한, 입자는 IM으로 분석 할 수있다연령 분석 소프트웨어. 결과는 각 입자 (표 4)의 최대 길이와 면적을 포함한다. 이미지 분석 전에 그림 8a 쇼 입자와 그림 8b는 각 입자 측정 및 번호가 영상 분석, 후입니다. 마지막으로, 샘플 당 입자의 전체 또는 가능한 가장 높은 번호의 화학 분석을 권장합니다. 푸리에 스펙트럼이 다음 소프트웨어 라이브러리 (도 10)의 스펙트럼과 비교도 9에 도시 된 바와 같이 선택된 입자의 스펙트럼이 취득되고 변환 적외 분광의 사용. 소정의 입자가 플라스틱인지 및 화학 구조의 플라스틱의 종류를 나타내는 경우, 최종 결과가 표시된다. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 1 </td><td> 조각 </td></tr><tr><td> 이 </td><td> 영화 </td></tr><tr><td> 삼 </td><td> 펠렛 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 과립 </td></tr><tr><td> (5) </td><td> 필라멘트 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 거품<html> 에스 </td></tr></tbody></table> 표 1 : microplastic 입자의 종류. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig1.jpg" /> 그림 1 : 조각 : 카테고리 입자의 예. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig2.jpg" /> 그림 2 : 영화 : 카테고리 입자의 예. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> /55161fig3.jpg &quot;/&gt; 그림 3 : 펠렛 : 카테고리 입자의 예. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig4.jpg" /> 그림 4 : 카테고리 입자의 예 : 과립. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig5.jpg" /> 그림 5 : 카테고리 입자의 예 : 필라멘트. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 그림 6 : 거품 : 카테고리 입자의 예. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 샘플링 거리 [km] </td><td> 이 </td></tr><tr><td> 만타 폭 [km] </td><td> 0.0006 </td></tr><tr><td> 샘플링 영역 [km 2] </td><td> 0.0012 </td></tr></tbody></table> 표 2 : km 2 당 microplastic 입자의 계산에 사용 설문 조사 데이터, 예. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td><td> 아니 </td><td> 없음 / km 2 </td></tr><tr><td>조각 </td><td> (301) </td><td> 250833 </td></tr><tr><td> 영화 </td><td> (45) </td><td> 37500 </td></tr><tr><td> 펠릿 </td><td> (15) </td><td> 12500 </td></tr><tr><td> 과립 </td><td> 8 </td><td> 6667 </td></tr><tr><td> 폼 </td><td> (33) </td><td> 27500 </td></tr><tr><td> 필라멘트 </td><td> (223) </td><td> 185833 </td></tr></tbody></table> 표 3 : 6 그룹으로 분류 데이터를 계산하지 않고 km 2 당 정규화 조사 결과의 예 (없음 - 입자의 수). <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig7.jpg" /> 그림 7 : 페이지를 시각적으로 분류 한 후 대표적인 결과의 예문서 (아니오 - 입자의 수). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 인덱스 지역 </td><td> 지역 [mm² 인] </td><td> 최대 길이 [mm] </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 8.010 </td><td> 5.506 </td></tr><tr><td> 이 </td><td> 10.517 </td><td> 5.628 </td></tr><tr><td> 삼 </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> 표 4 : 영역 [mm 2] 각 입자의 최대 길이 [mm]가 측정되는 화상 해석 결과의 예. <img alt="그림 8" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig8.jpg" /> 도 8의 실시 예는 화상 전)을 취득하고 b) 이미지 분석 소프트웨어 입자 이미지 분석 후.ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig8large.jpg &quot;대상 =&quot;_ 빈 &quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 9" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig9.jpg" /> 그림 9 : 표시 봉우리와 [cm -1] 그 파장으로 선택된 입자에 측정 된 스펙트럼의 예. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 10" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig10.jpg" /> 그림 10 : ATR-FTIR 스펙트럼 라이브러리에서 최고의 경기를 선택한 입자에서 획득 한 스펙트럼의 비교 예. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig10large.jpg" target="_blank">이 F의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오</a>igure.

바다 표면에 microplastics 샘플링, 입자의 microplastic 화학적 식별의 분리 : 프로토콜은 아래의 방법을 설명합니다. 이 프로토콜은 해양 쓰레기에 MSFD 기술 하위 그룹에 의해 출판 microplastics 모니터링을위한 권고와 일치한다.

바다 표면 및 샘플 분석에 Microplastics 샘플링을위한 프로토콜

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

본 프로토콜은 해수면의 미세플라스틱 샘플링 및 시료 분석 방법을 설명합니다. 해수면 샘플링. 라인과 카라비너를 사용하여 스피네이커 붐 또는 A-프레임을 통해 선박 측면에서 만타 네트를 투입하십시오.웨이크 존(wake-zone) 내부의 난류로 인해 영향을 받은 물이 수집되는 것을 방지하기 위해, 웨이크 존 밖으로 만타 네트(manta net)를 투입하십시오. 제공된 데이터 시트에 초기 GPS 좌표와 초기 시간을 기록하십시오. 약 2-3 knots의 속도로 30분 동안 한 방향으로 직선 이동을 시작하며 시간 측정을 개시하십시오.30분 후에 보트를 멈추고 최종 GPS 좌표, 경로 길이 및 보트 평균 속도를 제공된 데이터 시트에 기록합니다. 물속에서 만타 네트를 건져 올립니다. 수중 펌프나 보트의 저수조 물을 사용하여 만타 네트의 외부에서 바닷물로 네트를 충분히 헹굽니다.망의 입구(manta mouth)에서 코드 엔드(cod end) 방향으로 헹구어 망에 붙은 모든 입자가 코드 엔드에 모이도록 합니다. 주의: 오염을 방지하기 위해 샘플을 망의 입구를 통해 헹구지 마십시오. 코드 엔드를 안전하게 제거하고 코드 엔드 내의 샘플을 300 µm 이하의 망 크기 체로 거릅니다.코드 엔드(cod end)의 외부를 철저히 헹구고, 샘플의 나머지를 체에 붓습니다. 코드 엔드 내부에 더 이상 입자가 남지 않을 때까지 이 단계를 반복합니다. 체 위의 모든 물질을 체의 한 부분으로 모읍니다.깔때기를 사용하여 70% ethanol로 체를 헹구어 유리병이나 플라스틱 병에 담습니다. 병을 닫고 페이퍼 타월로 닦은 후, 병 뚜껑과 외부에 시료 이름과 날짜를 기입합니다. 해수 표면 시료로부터의 미세플라스틱 분리.시료에 25mm보다 큰 항목이 포함되어 있지 않고 깨끗해 보인다면 바로 3단계로 진행하십시오. 그렇지 않은 경우, 시료를 체에 부어 내린 후 육안 식별과 핀셋을 사용하여 5mm보다 큰 모든 천연 또는 인공 쓰레기 물질을 시료에서 제거하십시오. 이때 제거된 각 물체에 부착된 미세플라스틱 쓰레기를 제거할 수 있도록 증류수로 세심하게 헹구어야 합니다.모든 천연 및 인공 쓰레기 물체를 별도의 용기에 보관하십시오. 모든 천연 및 인공 쓰레기 물체를 데시케이터 내에서 또는 밀폐된 접시를 사용하여 개방된 공기 중에서 건조시킨 후 무게를 측정하십시오. 25mm보다 큰 모든 쓰레기 물체를 쓰레기 항목 범주 마스터 리스트(Master List of Categories of Litter Items)에 따라 식별하십시오.모든 큰 물체를 제거한 후, 스쿼트 병이나 수돗물을 사용하여 체의 한 부분에 남은 모든 조각을 모읍니다. 깔때기를 사용하여 최소량의 70% ethanol과 함께 샘플을 유리 용기에 붓습니다. 샘플을 소량 취해 유리 페트리 접시에 붓습니다.실체현미경을 사용하여 시료를 분석하고 미세플라스틱 입자를 탐색합니다. 미세플라스틱 입자를 발견할 때마다 표 1에 제시된 분류 기준에 따라 범주를 지정하고, 해당 범주명이 표시된 페트리 접시 또는 다른 유리 바이알에 넣습니다. 페트리 접시는 항상 닫아두어야 합니다.측정 장비가 갖춰진 현미경 아래에 페트리 접시를 두고 각 입자의 크기를 측정하십시오. 필라멘트를 제외하고 가장 긴 대각선 길이를 측정하고 그 색상을 기록하십시오. 각 범주의 미세플라스틱 입자 무게를 각각 따로 측정하십시오.미세플라스틱 입자는 사전에 건조시켜야 합니다. 미세플라스틱을 식별하는 방법은 무엇인가요? 세포 구조가 없습니다.불균일한 균일 두께. 독특한 색상. 샘플에서 미세플라스틱을 분리할 때는 보수적으로 접근하여 부족하게 제거하기보다 더 많이 제거하십시오. 입자의 실제 화학적 구조는 나중에 다시 결정할 수 있습니다.화학적 특성 분석. 감쇄 전반사 푸리에 변환 적외선 분광법(ATR FT-IR)은 플라스틱의 특성 분석에 일반적으로 사용되는 기술입니다. 이를 통해 재료의 조성과 경우에 따라 분해 정도를 결정할 수 있습니다.분석 전, 검출 시스템을 알코올과 보풀 없는 천으로 세척하고 소립자용 특수 플레이트를 샘플 홀더에 배치해야 합니다. 그 다음 배경 스펙트럼을 기록합니다. 이어서 샘플을 샘플 홀더에 놓고 고정합니다.시료 스펙트럼 수집이 시작되면, 검출기는 ATR 결정체를 통해 적외선 빔을 보내 결정체와 접촉하고 있는 시료에서 반사되도록 합니다. 이 반사는 시료 내부로 약간 침투하며, 이를 통해 스펙트럼 기록이 가능해집니다. 이후 빔이 결정체를 빠져나올 때 검출기에 의해 수집되며, 최종적으로 스펙트럼이 얻어집니다.스펙트럼은 각 물질마다 고유한 특성을 가지므로, 얻어진 스펙트럼을 데이터베이스의 스펙트럼과 자동으로 비교하여 물질을 식별합니다. ATR FT-IR 현미경. FT-IR 현미경은 현미경의 기능과 적외선 분광계의 기능을 결합한 장치입니다.이를 통해 1mm보다 작은 미세플라스틱 분석에 적합한 매우 좁은 영역의 스펙트럼 기록이 가능합니다. 투과 및 반사 모드도 가능하지만, 현미경은 주로 ATR 모드로 사용됩니다. 분석은 샘플을 유리 필터 위에 올려놓는 것으로 시작합니다.다른 필터를 사용할 수도 있으나, 필터의 고분자 성질이 특성 분석을 방해할 수 있습니다. 샘플이 포함된 필터를 자동 스캔 테이블 위에 놓고 조이스틱을 사용하여 샘플의 위치를 잡고 광학 이미지를 기록합니다. 이 이미지에서 샘플의 특성을 분석할 20x20 micron 영역을 표시합니다.그런 다음 배경 측정을 수행하고, 지정된 위치에서 스펙트럼을 수집합니다. ATR FT-IR 스펙트럼을 얻어 이를 데이터베이스의 스펙트럼과 비교함으로써 시료의 조성을 확인합니다. 결과. 설명된 프로토콜은 시각적 특징에 따라 6가지 범주로 분류된 미세 플라스틱 입자에 대한 기본 결과를 제공합니다.첫 번째 범주이자 대개 가장 풍부한 유형은 파편(Fragments)입니다. 이들은 단단하고 두꺼우며, 날카롭고 구불구불한 가장자리와 불규칙한 모양을 가지고 있습니다. 이들은 매우 다양한 색상으로 나타납니다.두 번째 범주는 필름(Films)입니다. 이들 또한 불규칙한 모양으로 나타나지만, 파편(fragments)과 비교했을 때 얇고 유연하며 보통 투명합니다. 세 번째 범주는 주로 플라스틱 산업에서 유래하는 펠릿(Pellets)입니다.이들의 모양은 불규칙하거나 둥글며, 일반적으로 직경 약 5mm 정도로 크기가 더 큽니다. 보통 한쪽 면이 평평하며 다양한 색상을 띱니다. 네 번째 범주는 과립입니다.펠릿(Pellets)과 비교하여, 이들은 규칙적인 원형을 띠며 보통 직경 약 1mm 정도로 크기가 더 작습니다. 색상은 천연색으로 나타납니다. 다섯 번째 범주는 필라멘트(Filaments)입니다.이들은 파편 다음으로 가장 흔한 형태의 미세플라스틱 입자입니다. 짧거나 긴 형태일 수 있으며, 두께와 색상 또한 다양합니다. 마지막 범주는 거품입니다.대부분 대형 스티로폼 입자에서 유래합니다. 이들은 부드럽고 모양이 불규칙하며, 색상은 흰색에서 노란색을 띱니다. 주요 분석 결과는 시료당 미세플라스틱 입자 수입니다.이 데이터는 제곱킬로미터당으로 추가 정규화할 수 있습니다. 정규화에 사용된 공식은 샘플당 미세플라스틱 입자 수를 샘플링 면적으로 나누는 것이며, 이때 면적은 샘플링 거리와 만타 너비를 곱하여 계산합니다. 여기 표 3과 그림 1에 제시된 정규화된 데이터의 한 예를 확인할 수 있습니다.또한, 입자 분석 소프트웨어를 사용하여 입자를 분석할 수 있습니다. 분석 결과에는 각 입자의 최대 길이와 면적이 포함됩니다. 마지막으로, 샘플당 전체 입자 또는 가능한 최대 수의 입자에 대해 화학적 분석을 수행하는 것이 권장됩니다.푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)을 사용하여, 이 그래프에서 보는 바와 같이 선택된 입자의 스펙트럼을 획득합니다. 그런 다음 이 스펙트럼을 소프트웨어 라이브러리의 스펙트럼들과 비교합니다. 최종 결과는 해당 입자가 플라스틱인지 여부와 화학 구조에 따른 플라스틱의 종류를 보여줍니다. 결론.본 프로토콜을 통해 해수 표면의 미세플라스틱 풍부도에 대한 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있으며, 이를 기존의 다른 연구들과 비교할 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

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환경

마이크로 플라스틱은 잠재적으로 유독 한 유기 오염 물질의 벡터로 작용하여 예기치 않은 영향을 미칩니다. 이 프로토콜은 플라스틱 펠렛에 흡착 된 유기 염소 농약의 수준을 평가하고 중합체 화학 구조를 확인하는 대체 방법을 설명합니다. 초점은 가압 유체 추출 및 감쇠 된 총 반사율 푸리에 변환 적외선 분광법에 있습니다.

플라스틱 펠렛 및 플라스틱 유형 분석에서 유기 염소 농약의 추출

플랑크톤과 중단된 한 입자는 바다 생물 지구 화학적 순환에 중요 한 역할을 재생합니다. 여기, 우리 해 수의 큰 볼륨을 처리 하는 능력 입자와 바다에서 플랑크톤의 다양 한 크기의 컬렉션에 대 한 매우 깨끗 하 고 낮은 스트레스 방법을 제공 한다.

크기 분류 한 해양 플랑크톤과 중단된 한 입자를 수집 하기 위해 매우 깨끗 한 다층 기구

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.

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

이 의정서는 바다 거북 샘플의 수집에 초점을 맞추고, 수집 된 해양 쓰레기의 분류 및 정량화에 동물 회복 및 부검에서 모든 단계를 설명. 또한, 대표적인 결과는 수집 된 데이터를 사용 하 여 양호한 환경 상태에 대 한 가능한 임계값을 정교 하 게 하는 방법을 보여준다.

해양 쓰레기 수집에 대 한 데이터 수집 및 좋은 환경 상태를 위한 바다 거북 및 임계 값

이 연구는 플라스틱 제품의 일상적인 사용에서 미세 플라스틱 수집 및 탐지를위한 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 프로토콜을 자세히 설명했습니다.

매일 사용하는 동안 폴리 프로필렌 아기 먹이 병에서 방출 마이크로 플라스틱의 샘플링, 식별 및 특성화

여기에 제시된 방법은 토양에서 미세 플라스틱을 추출하고 폴리머 유형을 식별하는 방법입니다. 이 방법은 실행, 적용 가능성 및 비용 효율성에 최적화되어 있습니다. 이는 토양에서 미세 플라스틱을 식별하기 위한 분석 방법을 표준화하기 위한 과학적 토대를 마련합니다.

Separation and Identification of Conventional Microplastics from Farmland Soils(농지 토양에서 기존 미세 플라스틱의 분리 및 식별)

여기에서는 식수 내 오염 입자를 효율적으로 포집하고 분석하기 위해 광학적으로 투명하고 평평한 기판을 보여주는 프로토콜을 제시합니다. 여기에 제시된 것은 실리콘 나노멤브레인 분석 파이프라인(SNAP)입니다: 액체 매체에서 입자의 포집, 정량화 및 식별을 위한 유연한 파이프라인입니다.

실리콘 나노멤브레인 분석 파이프라인을 사용한 식수 내 미세 플라스틱의 멀티모달 분석

여기에서는 이를 위해 개발된 특허 받은 샘플링 시스템을 사용하여 미세 플라스틱 분석을 위해 시추공에서 지하수를 샘플링하는 방법에 대해 자세히 설명합니다. 이 프로토콜은 시추공에서 미세 플라스틱을 샘플링하는 방법과 미세 플라스틱의 분리 및 화학적 식별에 대해 자세히 설명합니다.

지하수에서 미세플라스틱의 샘플링 및 식별

저서 거대 무척추 동물을 사용하는 신속한 생물 평가 프로토콜은 종종 수질을 모니터링하고 평가하는 데 사용됩니다. 효율적인 프로토콜에는 Chironomidae surface-floating pupal exuviae(SFPE)의 수집이 포함됩니다. 여기에서는 현장 수집, 실험실 처리, 슬라이드 장착 및 Chironomidae SFPE의 식별 기술에 대해 설명합니다.

Chironomidae (파리목)의 사용 표면 부동 물 기관에 대한 신속한 생물학적 평가 프로토콜로 번데기 Exuviae을

모래, 물, 메탄 및 메탄 수화물로 구성된 합성 수화물 함유 퇴적물 샘플의 열적 특성을 측정하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

과냉각 합성 모래 - 물 - 가스 메탄 하이드레이트 샘플의 열적 특성을 측정하기위한 프로토콜

배우세요 해수면 미세플라스틱 샘플링 및 분석 방법을 만타 트롤과 ATR FT-IR 분광법을 활용하여. 이 표준화된 프로토콜은 해양 오염 모니터링과 환경 관리 연구에 필수적인 데이터를 제공합니다.

바다 표면 및 샘플 분석에 Microplastics 샘플링을위한 프로토콜

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