Artykuł metodologiczny

Pobieranie próbek, identyfikacja i charakterystyka uwalniania mikroplastików z polipropylenowej butelki do karmienia niemowląt podczas codziennego użytkowania

DOI:

10.3791/62545

⸱

24 lipca 2021

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1AMBER Research Centre and Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices (CRANN), Trinity College Dublin, 2Department of Civil, Structural and Environmental Engineering, Trinity College Dublin, 3TrinityHaus, Trinity College Dublin, 4School of Chemistry, Trinity College Dublin, 5BEACON, Bioeconomy SFI Research Centre, University College Dublin

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie szczegółowo opisało niezawodny i opłacalny protokół zbierania i wykrywania mikroplastiku podczas codziennego użytkowania produktów z tworzyw sztucznych.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mikroplastik (MPs) staje się globalnym problemem ze względu na potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Studia przypadków produktów z tworzyw sztucznych (tj. plastikowych kubków i czajników jednorazowego użytku) wskazują, że uwalnianie MP podczas codziennego użytkowania może być bardzo wysokie. Precyzyjne określenie poziomu uwalniania MP jest kluczowym krokiem w celu zidentyfikowania i ilościowego określenia źródła narażenia oraz oceny/kontroli odpowiedniego ryzyka wynikającego z tego narażenia. Chociaż protokoły pomiaru poziomów MP w wodach morskich lub słodkich zostały dobrze opracowane, warunki doświadczane przez produkty z tworzyw sztucznych w gospodarstwach domowych mogą się znacznie różnić. Wiele produktów z tworzyw sztucznych jest narażonych na częste działanie wysokich temperatur (do 100 °C) i jest schładzanych z powrotem do temperatury pokojowej podczas codziennego użytkowania. W związku z tym kluczowe znaczenie ma opracowanie protokołu pobierania próbek, który naśladuje rzeczywisty scenariusz codziennego stosowania dla każdego konkretnego produktu. Badanie to skupiło się na szeroko stosowanych butelkach do karmienia niemowląt na bazie polipropylenu w celu opracowania opłacalnego protokołu badań uwalniania MP wielu produktów z tworzyw sztucznych. Opracowany w ten sposób protokół umożliwia: 1) zapobieganie potencjalnemu zanieczyszczeniu podczas pobierania próbek i wykrywania; 2) realistyczna realizacja scenariuszy codziennego użytku i dokładne zbieranie MP uwalnianych z butelek do karmienia niemowląt w oparciu o wytyczne WHO; oraz 3) opłacalne oznaczanie chemiczne i fizyczne mapowanie topografii MP uwalnianych z butelek do karmienia niemowląt. Na podstawie tego protokołu procent odzysku przy użyciu standardowego polistyrenu MP (średnica 2 μm) wynosił 92,4-101,2%, podczas gdy wykryty rozmiar wynosił około 102,2% zaprojektowanego rozmiaru. Szczegółowo opisany tutaj protokół zapewnia niezawodną i opłacalną metodę przygotowania i wykrywania próbek MP, która może przynieść znaczne korzyści w przyszłych badaniach nad uwalnianiem MP z produktów z tworzyw sztucznych.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Większość rodzajów tworzyw sztucznych nie ulega biodegradacji, ale może się rozpaść na małe kawałki w wyniku procesów chemicznych i fizycznych, takich jak utlenianie i tarcie mechaniczne1,2. Kawałki plastiku mniejsze niż 5 mm są klasyfikowane jako mikroplastiki (MP). Posłowie są wszechobecni i można ich znaleźć niemal w każdym zakątku świata. Stały się one globalnym problemem ze względu na potencjalne zagrożenie dla ludzi i dzikiej przyrody3,4. Do tej pory znaczne nagromadzenie MP stwierdzono u ryb, ptaków, owadów5,

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie gorącej wody

  1. W przypadku całego sprzętu, który ma kontakt z próbkami, należy używać czystego szkła wykonanego z borokrzemianu 3.3, aby zapobiec potencjalnemu zanieczyszczeniu. Dokładnie wyczyść wszystkie naczynia szklane.
    Ostrzeżenie: Istniejące wcześniej zadrapania lub niedoskonałości na naczyniach szklanych mogą uwalniać cząsteczki podczas procesu podgrzewania i potrząsania. Sugerujemy, aby użytkownicy sprawdzali szkło i unikali używania porysowanych naczyń szklanych. Nasze porównanie wyrobów szklanych wykonanych z różnych szkieł (takich jak sodowo-wapniowe i borokrzemianowe) wykazało, że borokrzemian 3.3 uwalnia ....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aby potwierdzić ten protokół, próbka wody została przygotowana przez dodanie standardowych kulek z mikroplastiku polistyrenowego (o średnicy 2,0 ± 0,1 μm) do wody DI. Dodana ilość MP odpowiadała 4 500 000 cząstek/l, co jest zbliżone do poziomu uwalniania MP z BFB. Zgodnie z sekcjami protokołu 2-3, MP zostały pomyślnie zebrane (Rysunek 4A), a wskaźnik odzysku wyniósł 92,4-101,2%. Ten wskaźnik odzysku jest porównywalny z poprzednim badaniem na MPS23. Za pomocą ImageJ wykryta śred.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chociaż badania MP w wodach morskich i słodkich były szeroko komentowane, a odpowiedni protokół standardowy został opracowany17, badanie produktów z tworzyw sztucznych codziennego użytku jest ważnym, rozwijającym się obszarem badawczym. Różne warunki środowiskowe, w jakich występują produkty z tworzyw sztucznych do użytku domowego, oznaczają, że aby uzyskać wiarygodne wyniki, potrzebna jest dodatkowa ostrożność i wysiłki. Protokół badania musi być spójny z rzeczywistymi scenariuszami codziennego u.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia. Prezentacja materiału w tej publikacji nie oznacza wyrażenia przez Trinity College Dublin jakiejkolwiek opinii na temat konkretnych firm lub produktów niektórych producentów i nie oznacza, że są one popierane, polecane, krytykowane lub w inny sposób popierane przez Trinity College Dublin w stosunku do innych o podobnym charakterze. Z wyjątkiem błędów i pominięć. Podjęto wszelkie uzasadnione środki ostrożności w celu zweryfikowania informacji zawartych w niniejszej publikacji. Opublikowane materiały są jednak rozpowszechniane bez jakichkolwiek gwarancji, wyraźnych lub dorozumianych. Odpowiedzialność za interpretację i wykorzystanie materiału spoczywa na czytelniku. W żadnym wypadku Trinity College Dublin nie ponosi odpowiedzialności za szkody wynikające z jego użytkowania.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują Enterprise Ireland (numer grantu CF20180870) oraz Science Foundation Ireland (granty o numerach: 20/FIP/PL/8733, 12/RC/2278_P2 i 16/IA/4462) za wsparcie finansowe. Dziękujemy również za wsparcie finansowe ze strony Stypendium Szkoły Inżynierii w Trinity College w Dublinie oraz Chińskiej Rady Stypendialnej (201506210089 i 201608300005). Ponadto doceniamy profesjonalną pomoc ze strony prof. Sarah Mc Cormack oraz zespołów techników (David A. McAulay, Mary O'Shea, Patrick L.K. Veale, Robert Fitzpatrick i Mark Gilligan itp.) z Trinity Civil, Structural and Environmental Department i Centrum Badawczego AMBER.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Wspornik AFMNANOSENSORYPPP-NCSTAuD-10Aby uzyskać trójwymiarową topografię PP MPs
Mikroskop sił atomowychNovaNT-MDTAby uzyskać trójwymiarową topografię PP MPS
DetergentFairy Original1015054Do czyszczenia fabrycznie nowego produktu
Filtr membranowy z poliwęglanu powlekany złotem-PC-0,8 umAPC, Niemcy0.8um25mmZłotoAby zebrać mikroplastik w wodzie i skorzystać z testu Ramana
Oprogramowanie Gwyddion Gwyddion2.54Aby określić topografię MP
Oprogramowanie ImageJAmerykańskie Narodowe Instytuty ZdrowiaNie, bezpłatne do użytkuAby określić rozmiar MP
Kuchenka mikrofalowaDe'longhi, Włochy815/1195Przygotowanie gorącej wody
Mikroskop optyczny, x100Mitutoyo, Japonia46-147Aby znaleźć i obserwować małe MPP
Spektroskopia RamanaKonfokalny system RamanowskiRenishawAby checmically określić PP-MPS
Trzęsące się łóżko-SSL2Stuart, Wielka Brytania51900-64Aby naśladować proces mieszania podczas przygotowywania próbki
Standardowe kulki z mikroplastiku polistyrenowegoPolysciences, Europa64050-15Aby zweryfikować solidność aktualny protokół
Pipeta Tansfer ze szklaną końcówkąMakro, Marka26200Do przenoszenia próbki wody do szklanego filtra
Myjka ultradźwiękowaWiteg, NiemcyDH. WUC. D06HDo czyszczenia szkła
Pompa próżniowaILMVAC GmbH105697Do filtrowania próbki wody
InVia

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Law, K. L., Thompson, R. C. Microplastics in the seas. Science. 345 (6193), 144-145 (2014).
  2. Thompson, R. C., et al. Lost at sea: where is all the plastic. Science. 304 (5672), 838(2004).
  3. Coburn, C.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Butelki polipropylenoweIdentyfikacja mikroplastik wCharakterystyka mikroplastik wFiltracja membranowaSpektroskopia RamanowskaMikroskopia si atomowychPrzygotowanie pr bekEkspozycja ludzi na mikroplastiki

Powiązane artykuły