Hier wordt een methode gepresenteerd om microplastics uit de bodem te extraheren en hun polymeertypen te identificeren. De methode is geoptimaliseerd voor uitvoering, toepasbaarheid en kosteneffectiviteit. Het legt een wetenschappelijke basis voor het standaardiseren van de analytische methode om microplastics in de bodem te identificeren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Scheiding en identificatie van conventionele microplastics uit landbouwgronden
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Vervuiling door microplastics (MP's) in het terrestrische milieu heeft de afgelopen tien jaar steeds meer aandacht gekregen, met toenemende studies die het aantal en de soorten MP's in verschillende bodemsystemen en hun effecten op de gezondheid van de bodem en het gewas beschrijven. Er worden echter verschillende extractie- en analysemethoden voor parlementsleden gebruikt, waardoor de mogelijkheden om resultaten te vergelijken en betrouwbaar bewijs te genereren voor advies en beleidsmakers in de sector worden beperkt. Hier presenteren we een protocol dat de methodologie beschrijft voor bemonstering, scheiding en chemische identificatie van conventionele MP's uit de bodem. De methode is goedkoop en de materialen zijn direct beschikbaar. Dit verbetert het operationele gemak en kan helpen bij een wijdverbreide acceptatie. Het protocol geeft gedetailleerde informatie over het verzamelen van monsters van de bovenste 0-30 cm grond met behulp van plasticvrij keukengerei; simulatie van verschillende grondsoorten door het gebruik van verschillende vaste media (zoals bentonietklei, siliciumdioxide en niet-verontreinigde grond), met toevoeging van dezelfde massa polyethyleen (PE)-MPs voor latere kwantificering; dichtheidsscheiding van kunststofdeeltjes met behulp van verzadigde natriumchloride (NaCl)-oplossing en vertering van organische onzuiverheden in het bovenstaande met behulp van 4 M natriumhydroxide (NaOH)-oplossing; kwantificering van deeltjes met behulp van fluorescentiemicroscopie na kleuring van Nijlrood; en polymeeridentificatie met behulp van micro Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (μ-FTIR) of Laser-Direct Infrared (LDIR) spectroscopie. Het herstelpercentage van de parlementsleden varieerde van 83% - 90% voor de bovengenoemde media. Dit protocol biedt een efficiënte methode voor de analyse van bodem-MP's die is geoptimaliseerd voor haalbaarheid, toepasbaarheid en kosteneffectiviteit. Bovendien kan de begeleidende video het proces van het analyseren van de bodem-MP's stap voor stap virtueel begeleiden. Deze studie is gewijd aan het standaardiseren van de methoden voor de analyse van bodem-MP's, het verbeteren van de connectiviteit en vergelijkbaarheid van metingen en het leggen van een basis voor meer gestandaardiseerd en wetenschappelijk onderzoek.
Inleiding
Geschat wordt dat jaarlijks 4,8 tot 12,7 miljoen ton plastic uit terrestrische bronnen in de oceaan terechtkomt 1,2. Deze plastic deeltjes worden geleidelijk afgebroken tot kleinere fragmenten als reactie op ultraviolette straling, mechanische slijtage en biologische afbraak 3,4. Vervuiling door microplastics (MPS), met plastic deeltjes met een diameter van minder dan 5 mm, in de bodem wordt een steeds groter probleem, vooral wat betreft het mogelijke effect ervan op de gezondheid van de bodem en het gewas. Het wordt v....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
OPMERKING: De volgende oplossingen moeten vóór het extractieproces bij kamertemperatuur worden bereid: 1) Verzadigde NaCl-oplossing (5,7 M) - los 1 kg NaCl op in 3 L DI H2O; 2) 4 M NaOH - los 480 g NaOH op in 3 L DI H2O; 3) Nijlrood (100 μg ml-1) - los 10 mg Nijlrood op in 100 ml geschikt oplosmiddel (bijv. methanol, aceton).
1. Bemonstering en voorbereiding van de bodem
- Verzamel een representatief bodemmonster met behulp van een vijfpuntsbemonsteringsmethode in een "W"-vorm over het studiegebied (Figuur 1). Gebruik ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Om de herstelpercentages van deze methodologie te valideren, werden monsters van drie verschillende vaste matrices (siliciumdioxide (SD), bentonietklei (BT) en grond) geanalyseerd in sets van drie replicaten. Monsters werden geanalyseerd met en zonder toevoeging van 0,04% w/w wit polyethyleen (PE) microplastic (deeltjesgroottebereik 40-48 μm). Bodemmonsters werden verzameld in het Haidian District, Beijing, China (China Agricultural University West Campus), en de grond werd gecl.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
De strategie voor bodembemonstering in het veld, met inbegrip van benaderingen zoals eenvoudige willekeurige bemonstering of systematische rasterbemonstering, evenals het bemonsteringsgebied en de diepte, moet worden afgestemd op de specifieke onderzoeksvragen en duidelijk worden gedefinieerd voordat de bemonstering wordt genomen. Sommige studies hebben zich gericht op de bovengrondlaag van 0-10 cm 34,37, terwijl andere grondmons.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit project werd ondersteund door het Science and Technology Major Project van Ordos, China [ZD20232320]; het UKRI Global Challenges Research Fund (GCRF) en het Natural Environment Research Council-project, "Ondermijnen microplastics in de landbouw de voedselzekerheid en duurzame ontwikkeling in economisch minder ontwikkelde landen?" onder Grant [NE/V005871/1]; en de National Natural Science Foundation of China onder Grant [42277097]; het High-level Team Project van de China Agricultural University, Professor station van de China Agricultural University in het Xinzhou Center for Disease Control, en Prevention and Basic Research Progra....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 2-decimal balance | n/a | n/a | Standaard 2-decimaal saldo |
| 40 °C oven | n/a | n/a | Standaard grote ventilatoroven met temperatuur ingesteld op 40 °C |
| 8700 LDIR | Agilent Technologies | n/a | LDIR gebruikt om deeltjes te identificeren |
| Aluminium container | n/a | n/a | Standaard aluminium afhaalcontainer voor voedsel |
| Aluminiumfolie | n/a | n/a | Standaard zware aluminiumfolie |
| Axioplan 2 | Zeiss | n/a | Fluorescentiemicroscopie wordt gebruikt om microplastic deeltjes in de fluorescentietoestand te observeren |
| Bentoniete klei | Sigma Aldrich | 285234 | Bentoniete klei gebruikt voor hersteltesten |
| BX53 | Olympus | n/a | Fluorescentiemicroscopie wordt gebruikt om microplastic deeltjes in de fluorescentietoestand te observeren |
| Glasbeker (600 ml) | n/a | n/a | Standaard glasbeker |
| Glasfles (1 l) | n/a | n/a | Standaard glazen fles |
| Glas magnetische roerbar | n/a | n/a | Standaard glas gecoate magnetische roerbar |
| Glas maatcilinder (500 ml) | n/a | n/a | Standaard glazen maatcilinder |
| Glaspipet (10 ml) | |||
| Glasvacuümfiltratieapparaat | Pyrex (aankoop via Sigma Aldrich) | SLW5809/KIT | Glasfiltratieapparaat met 500 ml trechter, poreuze plaat en 1 l opvangbeker |
| LUMOS Alpha II | Bruker | n/a | FTIR gebruikt om verdachte microplastics te analyseren. |
| Magneetslingerplaat | n/a | n/a | Standaard magneetslingerplaat |
| MCE-filtermembraan | Jinteng company | JTMF0441/0442 | Witte MCE-membranen, 0.2 µm poriegrootte, 50 mm diameter, met FTIR-methode |
| Nile Red | Fisher Scientific | 10464311 | Nile Red poeder gebruikt om oplossing van Nile Red kleurstof te maken met geschikt oplosmiddel (bijv. aceton) |
| PCTE-filtermembraan | Sterlitech Corporation | 1270060 | Zwarte PCTE-membranen, PVP-vrij, 0.2 µm poriegrootte, 47 mm diameter, met LDIR-methode |
| Siliciumdioxide | Sigma Aldrich | 18649 | Siliciumdioxide gebruikt voor hersteltesten |
| Natriumchloride | Sigma Aldrich | S9888 | Natriumchloride gebruikt voor dichtheidsscheiding |
| Natriumhydroxide | Fisher Scientific | 10675692 | Natriumhydroxide gebruikt voor organische stof vertering |
| Grondboor | n/a | n/a | Lengte 30 cm; diameter 2 cm; materiaal roestvrij staal |
| Ultra-hoog moleculair gewicht polyethyleen microplastic poeder | Sigma Aldrich | 434272 | Polyethyleen microplastic gebruikt om siliciumdioxide, bentonite klei en bodemmonsters voor hersteltesten te verrijken |
| Vacuumpomp | Vacuubrand GmBH Co KG | ME 2C NT | Vacuumpomp voor vacuümfiltratie |
Referenties
- Eriksen, M., et al. Plastic pollution in the world's oceans: more than 5 trillion plastic pieces weighing over 250,000 tons afloat at aea. PLOS One. 9 (12), e111913(2014).
- Jambeck, J. R., et al. Plastic waste inputs from land into the ocean....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
