Bemonstering, sorteren en karakteriseren van Microplastics in aquatische milieus met hoge zwevende sedimenten ladingen en grote zwevend puin

Summary

Meeste microplastic onderzoek tot op heden heeft plaatsgevonden in mariene systemen waar gesuspendeerde vaste niveaus relatief laag zijn. Focus verschuift nu naar zoetwatersystemen, die over een hoge sediment ladingen en zwevend puin beschikken kunnen. Dit protocol adressen verzamelen en analyseren van microplastic monsters van aquatische milieus waarin hoge gesuspendeerde vaste lasten.

Abstract

De alomtegenwoordige aanwezigheid van kunststof puin in de Oceaan wordt algemeen erkend door de openbare, wetenschappelijke gemeenschappen, en overheidsinstellingen. Echter pas onlangs hebben microplastics in zoetwatersystemen, zoals rivieren, meren, gekwantificeerd. Microplastic bemonstering op het oppervlak meestal bestaat uit het implementeren van drijfnetten achter ofwel een stilstaand of langzaam bewegend boot, waardoor de bemonstering omgevingen met lage niveaus van sedimenten en zwevende of onder het zeeoppervlak puin wordt beperkt. Eerdere studies die in dienst van drijfnetten voor het verzamelen van puin microplastic meestal gebruikt netten met ≥300 µm maaswijdte, waardoor kunststof puin (deeltjes en vezels) onder deze grootte passeren van het net te ontsnappen kwantificering. Het protocol gedetailleerde hier maakt: 1) sample collectie in omgevingen met hoge ladingen en drijvende opgeschort of ondergedompeld puin en 2) de opname en kwantificering van microplastic deeltjes en vezels < 300 µm. watermonsters werden verzameld met behulp van een peristaltische pomp in lage dichtheid polyetheen (PE) containers worden opgeslagen voordat deze worden gefilterd of geanalyseerd in het lab. Filtratie werd gedaan met een op maat gemaakte microplastic filtratie apparaat met afneembare Unie gewrichten die gehuisvest nylon mesh zeven en gemengd cellulose ester membraanfilters. Mesh zeven en membraanfilters werden onderzocht met een stereomicroscoop te kwantificeren en te scheiden microplastic deeltjes en vezels. Deze materialen werden vervolgens onderzocht met behulp van een micro-verzwakt totale reflectantie Fourier transform infrared spectrometer (micro ATR-FTIR) om microplastic polymeer type te bepalen. Herstel werd gemeten door het stekelige monsters met behulp van blauwe PE deeltjes en groene nylon vezels; percentage herstel was vastbesloten om te worden 100% voor deeltjes en 92% voor vezels. Dit protocol zal begeleiden soortgelijke studies op microplastics in hoge snelheid rivieren met hoge concentraties van sediment. Met eenvoudige aanpassingen op de peristaltische pomp en filtratie apparaat, kunnen gebruikers verzamelen en analyseren van verschillende monster volumes en deeltjes maten.

Introduction

Kunststof werd het eerst waargenomen in de oceaan zo vroeg als de jaren 1930-¹. Recente ramingen van kunststof zeeafval bereik meer dan 243,000 metrische ton (MT) van plastic op het oceaanoppervlak aan 4,8-12,7 miljoen MT plastic invoeren van de oceaan van terrestrische bronnen jaarlijks^2,3. Vroege studies op kunststof zeeafval gericht op macroplastics (> 5 mm diameter) omdat ze gemakkelijk zichtbaar en meetbaar. Echter het werd onlangs ontdekt dat macroplastics vertegenwoordigen < 10% van plastic puin, door graaf, in de Oceaan, waarmee wordt aangegeven dat de overgrote meerderheid van ....

Protocol

1. water Sample collectie

1. Verzamelen van watermonsters en gegevens van de kwaliteit van belang per boot waar de rivier is goed gemengd, ideaal op locaties waar rivier werkgebied of geen kwijting (b.v., United States Geological Survey (USGS) meten stations) heet water. ²⁰ om te verzekeren dat het water goed gemengd is, begeleiden de boot met behulp van een handheld meter ondergedompeld in de rivier waar de geleidbaarheid relatief constant blijft.
2. Op bemonsteringsplaatsen, record locatie coördinaten en diepte. Vind je de 0.6-diepte, vermenigvuldigt u de totale diepte gewoon met 0,6. Maatregel de parameters van de kwal....

Results

Voor het valideren van de tarieven van de terugwinning van dit protocol, drie monsters (V₁-V₃) van Oso Bay, werden Corpus Christi, Texas (grenzend aan het Texas A & M University-Corpus Christi Campus), verrijkt met 10 blauwe PE-deeltjes (variërend van 50-100 µm in diameter) en 50 groene nylon vezels van verschillende lengtes (Figuur 3). Monster TSS werd berekend (deel 2) waarna de monsters werden gefilterd met behulp van de methoden die .......

Discussion

Microplastic collectie met drijfnetten is de conventionele methode in omgevingen zoals de oceaan waar zowel sediment en kunststof concentraties laag, dus vereisen grote steekproef volumes zijn. Drijfnetten zijn echter niet altijd praktisch of veilig in rivieren met hoge sediment ladingen en grote drijvende of verzonken puin. Bovendien is het niet haalbaar om een drijfnetten gebruiken wanneer probeert te grondig vangen en kwantificeren microplastic materialen, met name vezels, zoals de meeste netten gebruikt voor kunststo.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1L Cubitainer Containers, Low-Density Polyethylene	VWR	89094-140	Containers used to collect and store samples.
2-1/2" Clear Schedule 40 Rigid PVC Pipe	United States Plastic Corporation	34138	The PVC pipe used to make the device comes as an 2.43 m pipe. The pipe was then cut to the desired lengths for each section seperated by union joints. Section lengths were decided by predicting smaller pore sizes would clogg the device quicker. Longer sections were placed above the smaller pore sizes to collect and hold water to prevent needing to disassemble the device to change a filter while a sample remained in the device. For one filtration device one 18 in, one 12 in, and two 6 in peices are needed.
2-1/2" PVC SCH 40 Socket Union	Supply House	457-025	Union joints were glued to PVC pipe to house nylon sieves and mixed cellulose membranes.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, Opaque Off-White, 12" Width, 12" Length, 500 microns Mesh Size, 38% Open Area (Pack of 5)	Small Parts via Amazon	CMN-0500-C/5PK-05	Mesh sheets were cut into circles to match the diameter of the outer diameter of the PVC pipe. The edges were glued to esure no fraying would occur. The glue 's diamter should not extend into the inner diameter of the PVC so that it will not be affected during filtration.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, Opaque White, 12" Width, 12" Length, 100 microns Mesh Size, 44% Open Area (Pack of 5)	Small Parts via Amazon	B0043D1TB4	Mesh sheets were cut into circles to match the diameter of the outer diameter of the PVC pipe. The edges were glued to esure no fraying would occur. The glue 's diamter should not extend into the inner diameter of the PVC so that it will not be affected during filtration.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, Opaque White, 12" Width, 12" Length, 50 microns Mesh Size, 37% Open Area (Pack of 5)	Small Parts via Amazon	B0043D1SGA	Mesh sheets were cut into circles to match the diameter of the outer diameter of the PVC pipe. The edges were glued to esure no fraying would occur. The glue 's diamter should not extend into the inner diameter of the PVC so that it will not be affected during filtration.
Mixed Cellulose Ester Membrane, 0.45um, 142mm, 25/pk	VWR	10034-914	Mixed cellulose membrane filter with 0.45 um was used as the last filter. A large diameter was used to allow the filter to be folded into a cone to increase surface area of the filter to prevent clogging.
Metal Mesh Basket Tea Leaves Strainer Teapot Filter 76mm Dia 3pcs	Uxcell via Amazon	a15071600ux0260	The mesh basket used to provide extra support for the membrane filter to prevent tearing when pressure was applied by a vacuum pump.
1/2" PVC Barbed Insert Male Adapter	Supply House	1436-005	A vacuum adapter was added to allow vacuum filtration in the case of slow filtration due to high sediment concentration.
1/2 in. O.D. x 3/8 in. I.D. x 10 ft. PVC Clear Vinyl Tube	Home Depot	702229	Tubing used to connect the vacuum pump to the filtration device.
YSI Professional Plus Multiparameter Instrument with Quatro Cable	YSI	6050000	Handheld meter used to measure additional water quality parameters parameters (e.g., turbidity, temperature, conductivity, pH, and dissolved oxygen (DO)).
2100P Portable Turbidimeter	Hach	4650000	Handheld meter used to measure turbidity.
FEP-lined PE tubing	Geotech	87050529	Tubing used with perestaltic pump to collect water samples from desired depths.
Geopump Peristaltic Pump Series II	Geotech	91350123	Pump used to collected water samples.
MeiJi Techno EMZ-8TR Microscope	Microscope.com	EMZ8TR-PLS2	Microscope used analyze mesh sieves and membrane filters to quanitfy suspect microsplastics.
Nicolet iS10 FTIR Spectrometer	Thermo Electron North America	912A0607	FTIR used to analyze suspect microplastics.
Nicolet iN5 FTIR microscope	Thermo Electron North America	912A0895	FTIR microscope used to analyze suspect microplastics.
Germanium (Ge) ATR	Thermo Electron North America	869-174400	Geranium ATR accessory used along with the Nicolet iN5 FTIR microscope to analyze suspect microplastic.
Aluminum EZ-Spot Micro Mounts (Pkg of 5)	Thermo Electron North America	0042-545	Microscope slides used along with the Nicolet iN5 FTIR microscope to analyze suspect microplastic.
Aluminum Coated Glass Sample Slides	Thermo Electron North America	0042-544	Microscope slides used along with the Nicolet iN5 FTIR microscope to analyze suspect microplastic.