Protocol voor microplastics bemonstering op het zeeoppervlak en Sample Analysis

Dit protocol beschrijft de bemonstering van microplastics en de analyse van monsters aan het zeeoppervlak. Bemonstering van het zeeoppervlak. Zet het manta-net aan de zijkant van het vaartuig uit met behulp van een spinnakerboom of een A-frame, gebruikmakend van lijnen en karabijnhaken.

Zet het manta-net buiten de kielzogzone uit om te voorkomen dat water wordt verzameld dat beïnvloed is door turbulentie binnen de kielzogzone. Noteer de initiële GPS-coördinaten en het starttijdstip op het bijgevoegde gegevensblad. Begin met het varen in één rechte richting met een snelheid van ongeveer 2-3 knopen gedurende dertig minuten en start de tijdmeting.

Stop na dertig minuten de boot en noteer de definitieve GPS-coördinaten, de lengte van de route en de gemiddelde vaarsnelheid in het bijgevoegde gegevensblad. Haal het mantanet uit het water. Spoel het mantanet grondig aan de buitenkant van het net af met zeewater met behulp van een dompelpomp of water uit het waterreservoir van de boot.

Spoel in de richting van de opening van de manta naar het vangsak om alle aan het net hechtende deeltjes in het vangsak te concentreren. Opmerking: Spoel het monster nooit door de opening van het net om contaminatie te voorkomen. Verwijder het vangsak voorzichtig en zeef het monster uit het vangsak door een zeef met een maaswijdte van 300 micrometer of minder.

Spoel het codend grondig van buitenaf schoon en giet de rest van het monster door de zeef. Herhaal deze stap totdat er geen deeltjes meer in het codend aanwezig zijn. Concentreer al het materiaal op de zeef in één deel van de zeef.

Spoel de zeef met behulp van een trechter uit in een glazen pot of plastic fles met 70% ethanol. Sluit de fles, veeg deze schoon met papieren handdoeken en label het deksel en de buitenkant van de pot met de naam van het monster en de datum. Scheiding van microplastics uit monsters van het zeeoppervlak.

Als het monster geen items bevat die groter zijn dan 25mm en schoon lijkt te zijn, ga dan direct door naar stap 3. Giet het monster anders door de zeef en verwijder alle natuurlijke of kunstmatige zwerfvuilobjecten met een grootte van meer dan 5mm uit het monster met behulp van visuele identificatie en pincetten. Zorg ervoor dat elk verwijderd object zorgvuldig wordt gespoeld met gedestilleerd water om eventuele aanhechtende microplastic-zwerfvuildeeltjes te verwijderen.

Bewaar alle natuurlijke en kunstmatige zwerfvuilobjecten in afzonderlijke containers. Droog alle natuurlijke en kunstmatige zwerfvuilobjecten in een exsiccator, of in de open lucht maar in een gesloten schaal, en weeg ze. Identificeer alle zwerfvuilobjecten groter dan 25mm volgens de Master List of Categories of Litter Items.

Concentreer na het verwijderen van alle grotere objecten alle overgebleven fragmenten in één deel van de zeef met behulp van knijpflesjes of kraanwater. Giet het monster met behulp van een trechter in een glazen container met een minimale hoeveelheid 70%ethanol. Neem een kleine hoeveelheid van het monster en giet dit in een glazen Petrischaal.

Analyseer het monster met behulp van een stereomicroscoop en zoek naar microplasticdeeltjes. Categoriseer elk gevonden microplasticdeeltje volgens de categorieën in Tabel 1 en plaats het in de Petrischaal of andere glazen vials die zijn gemarkeerd met de categorienaam. De Petrischaal moet te allen tijde gesloten blijven.

Plaats de Petrischaal onder een microscoop met meetapparatuur en meet de grootte van elk deeltje. Meet de langste diagonaal, behalve bij filamenten, en noteer de kleur. Weeg de microplastic deeltjes van elke categorie afzonderlijk.

Microplasticdeeltjes moeten vooraf worden gedroogd. Hoe identificeer je microplastic? Geen celstructuur.

Ongelijkmatige uniforme dikte. Karakteristieke kleuren. Wees conservatief bij het scheiden van microplastics uit uw monster en verwijder liever te veel dan te weinig. De werkelijke chemische structuur van de deeltjes kan later nog worden bepaald.

Chemische karakterisering. Attenuated Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy, of ATR FT-IR, is een veelgebruikte techniek voor de karakterisering van kunststoffen. De materiaalsamenstelling en in sommige gevallen ook de mate van degradatie kunnen worden bepaald.

Voorafgaand aan de analyse moet het detectiesysteem worden gereinigd met alcohol en een pluisvrije doek, waarna een speciale plaat voor kleine deeltjes op de monsterhouder wordt geplaatst. Vervolgens wordt een achtergrondspectrum opgenomen. Daarna wordt het monster op de monsterhouder geplaatst en vastgezet.

Zodra de verzameling van het monsterspectrum wordt gestart, stuurt de detector een infrarode lichtbundel door het ATR-kristal zodanig dat deze reflecteert op het monster dat met het kristal in contact is. Deze reflectie dringt enigszins in het monster door, waardoor de registratie van een spectrum mogelijk wordt. De bundel wordt vervolgens opgevangen door een detector zodra deze het kristal verlaat, waarna uiteindelijk een spectrum wordt verkregen.

Spectra zijn kenmerkend voor elk materiaal, waardoor identificatie plaatsvindt via een geautomatiseerde vergelijking van het verkregen spectrum met spectra in een database. ATR FT-IR microscoop. Een FT-IR microscoop combineert de functie van een microscoop en een infraroodspectrometer.

Dit maakt het mogelijk om een spectrum vast te leggen op een zeer klein oppervlak, wat geschikt is voor de analyse van microplastics kleiner dan 1 mm. De microscoop wordt meestal gebruikt in ATR-modus, hoewel transmissie- en reflectiemodi mogelijk zijn. De analyse begint met het plaatsen van de monster op een glasfilter.

Andere filters kunnen worden gebruikt, maar hun polymere aard kan de karakterisering beïnvloeden. Het filter met het monster wordt op de automatische scantafel geplaatst en de joystick wordt gebruikt om het monster te lokaliseren en een optische afbeelding vast te leggen. Op deze afbeelding markeren we een gebied van 20x20 micron waar het monster zal worden gekarakteriseerd.

Vervolgens wordt een achtergrondmeting uitgevoerd, gevolgd door de verzameling van het spectrum op de gedefinieerde locatie. Er wordt een ATR FT-IR-spectrum verkregen dat wordt vergeleken met de spectra in de database om de samenstelling van de monster te identificeren. Resultaten. Het beschreven protocol levert basisresultaten op waarbij microplasticdeeltjes zijn ingedeeld in 6 categorieën op basis van hun visuele kenmerken.

De eerste categorie, en meestal de meest voorkomende, zijn Fragmenten. Deze zijn rigide, dik, met scherpe grillige randen en onregelmatige vormen. Ze komen voor in verschillende kleuren.

De tweede categorie bestaat uit films. Deze komen ook voor in onregelmatige vormen, maar in vergelijking met fragmenten zijn ze dun, flexibel en meestal transparant. De derde categorie zijn pellets, die gewoonlijk afkomstig zijn uit de plasticindustrie.

Hun vormen zijn onregelmatig en rond en ze zijn normaal gesproken groter, met een diameter van ongeveer 5mm. Ze zijn meestal aan één zijde plat en kunnen verschillende kleuren hebben. De vierde categorie is Granules.

In vergelijking met pellets hebben ze een regelmatige ronde vorm en zijn ze meestal kleiner, met een diameter van ongeveer 1mm. Ze komen voor in natuurlijke kleuren. De vijfde categorie is filamenten.

Naast fragmenten zijn zij het meest voorkomende type microplastic-deeltjes. Ze kunnen kort tot lang zijn, met verschillende diktes en kleuren. De laatste categorie is schuimen.

Vaak zijn ze afkomstig van grote styrofoam-deeltjes. Ze zijn zacht, onregelmatig van vorm en wit tot geel van kleur. Het belangrijkste verkregen resultaat is het aantal microplastic-deeltjes per monster.

Deze gegevens kunnen verder worden genormaliseerd per vierkante kilometer. De gebruikte formule voor normalisatie is het aantal microplastic-deeltjes per monster, gedeeld door het bemonsteringsareaal, waarbij het areaal wordt berekend door de bemonsteringsafstand te vermenigvuldigen met de breedte van de manta. Hier ziet u één voorbeeld van genormaliseerde gegevens, gepresenteerd in Tabel 3 en Figuur 1.

Daarnaast kunnen deeltjes worden geanalyseerd met software voor beeldanalyse. De resultaten omvatten de maximale lengte en het oppervlak van elk deeltje. Ten slotte wordt een chemische analyse aanbevolen van het totaal, of het hoogst mogelijke aantal, deeltjes per monster.

Met behulp van Fourier-transform infraroodspectroscopie wordt een spectrum van geselecteerde deeltjes verkregen, zoals te zien is op deze grafiek. Dit spectrum wordt vervolgens vergeleken met de spectra uit de softwarebibliotheek. De uiteindelijke resultaten tonen of een deeltje plastic is of niet, en het type plastic op basis van de chemische structuur. Conclusie.

Door het gebruik van dit protocol worden nauwkeurige en betrouwbare resultaten van de overvloed aan microplastics aan het zeeoppervlak verkregen, die vergeleken kunnen worden met andere bestaande studies.