Method Article

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

DOI:

10.3791/62545

⸱

July 24th, 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

In This Article

Summary

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

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

Abstract

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

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.

Introduction

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

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, owadów5,6, a także u ssaków (myszy, w jelitach, nerkach i wątrobie7,8). Badania wykazały, że narażenie i akumulacja MP może uszkodzić metabolizm lipidów u myszy7,8. Ocena ryzyka skoncentrowana na rybach wykazała, że submikronowe MP mogą przenikać przez barierę krew-mózg i powodować uszkodzenia mózgu9. Należy zauważyć, że do chwili obecnej wszystkie wyniki dotyczące ryzyka MP uzyskano z badań na zwierzętach, podczas gdy konkretne ryzyko dla zdrowia ludzi jest nadal nieznane.

W ciągu ostatnich 2 lat, obawy o zagrożenie dla ludzkiego zdrowia ze strony MP znacznie wzrosły wraz z potwierdzeniem poziomów narażenia ludzi na MP. Nagromadzenie MP stwierdzono w ludzkim okrężnicy10, łożysku kobiet w ciąży11 i dorosłym stolcu12. Precyzyjne określenie poziomów uwalniania MP ma kluczowe znaczenie dla identyfikacji źródeł narażenia, oceny ryzyka dla zdrowia i oceny skuteczności wszelkich potencjalnych środków kontroli. W ciągu ostatnich kilku lat niektóre studia przypadków wykazały, że tworzywa sztuczne codziennego użytku (np. plastikowy czajnik13 i jednorazowe kubki14) mogą uwalniać bardzo duże ilości MP. Na przykład jednorazowe kubki papierowe (z wnętrzem laminowanym foliami polietylenowo-PE lub kopolimerowymi) uwalniały około 250 mikronów MP i 102 miliony submikronowych cząstek do każdego mililitra cieczy po wystawieniu na działanie gorącej wody o temperaturze 85-90 °C14. Badanie pojemników na żywność z polipropylenu (PP) wykazało, że podczas jednorazowego użycia z pojemnika uwalnia się do 7,6 mg cząstek plastiku15. Jeszcze wyższe poziomy odnotowano w torebkach herbaty wykonanych z politereftalanu etylenu (PET) i nylonu, które uwolniły około 11,6 miliarda MP i 3,1 miliarda nano-size MP do jednej filiżanki (10 ml) napoju16. Biorąc pod uwagę, że te produkty z tworzyw sztucznych codziennego użytku są przeznaczone do przygotowywania żywności i napojów, prawdopodobne jest uwolnienie dużych ilości MP, a ich spożycie stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego.

Badania nad uwalnianiem MP z domowych produktów plastikowych (np. plastikowego czajnika13 i jednorazowych kubków14) są na wczesnym etapie, ale oczekuje się, że ten temat będzie cieszył się coraz większym zainteresowaniem ze strony badaczy i ogółu społeczeństwa. Metody wymagane w tych badaniach znacznie różnią się od tych stosowanych w badaniach morskich lub słodkowodnych w temperaturze pokojowej, gdzie istnieją już dobrze ugruntowane protokoły17. Z kolei badania dotyczące codziennego użytkowania produktów z tworzyw sztucznych stosowanych w gospodarstwach domowych obejmują znacznie wyższą temperaturę (do 100 °C), a w wielu przypadkach wielokrotne cykle powrotu do temperatury pokojowej. Wcześniejsze badania wykazały, że tworzywa sztuczne mające kontakt z gorącą wodą mogą uwalniać miliony MPs16,18. Ponadto codzienne użytkowanie produktów z tworzyw sztucznych może z czasem zmienić właściwości samego tworzywa sztucznego. Dlatego tak ważne jest opracowanie protokołu pobierania próbek, który dokładnie naśladuje najczęstsze scenariusze codziennego użytkowania. Kolejnym poważnym wyzwaniem jest wykrywanie mikrocząstek. Wcześniejsze badania wykazały, że uwalnianie MP z produktów z tworzyw sztucznych jest mniejsze niż 20 μm16,19,20. Wykrywanie tego typu MP wymaga zastosowania gładkich filtrów membranowych o małej wielkości porów. Ponadto konieczne jest odróżnienie MP od ewentualnych zanieczyszczeń wychwyconych przez filtr. Spektroskopia Ramana o wysokiej czułości jest używana do analizy składu chemicznego, co ma tę zaletę, że pozwala uniknąć konieczności stosowania lasera o dużej mocy, o którym wiadomo, że łatwo niszczy małe cząstki20. W związku z tym protokół musi łączyć procedury postępowania wolne od zanieczyszczeń z zastosowaniem optymalnych filtrów membranowych oraz metodą charakteryzacji, która umożliwia szybką i dokładną identyfikację MP.

Opisywane tutaj badanie skupiało się na butelce do karmienia niemowląt (BFB) na bazie PP, jednym z najczęściej używanych produktów z tworzyw sztucznych w codziennym życiu. Stwierdzono, że duża liczba MP jest uwalniana z plastikowego BFB podczas przygotowywania formuły18. W celu dalszych badań nad uwalnianiem MP z codziennych tworzyw sztucznych, szczegółowo opisano metodę przygotowania i wykrywania próbek BFB. Podczas przygotowywania próbki starannie przestrzegano standardowego procesu przygotowania formuły (czyszczenie, sterylizacja i mieszanie) zalecanego przez WHO21. Projektując protokoły zgodnie z wytycznymi WHO, upewniliśmy się, że komunikat MP z BFB naśladował proces przygotowania mleka modyfikowanego dla niemowląt stosowany przez rodziców. Proces filtrowania został zaprojektowany tak, aby dokładnie zbierać MP uwolnione z BFB. Na potrzeby identyfikacji chemicznej MP zoptymalizowano warunki pracy spektroskopii Ramanowskiej w celu uzyskania czystych i łatwych do zidentyfikowania widm MP, przy jednoczesnym uniknięciu możliwości spalenia cząstek docelowych. Na koniec opracowano optymalną procedurę testową i przyłożoną siłę, aby umożliwić dokładne trójwymiarowe mapowanie topografii MP przy użyciu mikroskopii sił atomowych (AFM). Opisany tutaj protokół (Rysunek 1) zapewnia niezawodną i opłacalną metodę przygotowania i wykrywania próbek MP, która może przynieść znaczne korzyści przyszłym badaniom produktów z tworzyw sztucznych.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

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 najmniejszą ilość cząstek szkła (można go przebadać za pomocą spektroskopii Ramana) i zalecamy stosowanie szkła borokrzemianowego 3.3 we wszystkich testach.
  2. Wlej 360 ml wody DI do szklanej zlewki. Przykryj zlewkę czystym szklanym krążkiem. Następnie przenieś go do zupełnie nowej kuchenki mikrofalowej i podgrzewaj przez 2,5 minuty przy pełnej mocy piekarnika. Po delikatnym wstrząśnięciu w celu usunięcia wszelkich potencjalnych gradientów temperatury spowodowanych nierównomiernym ogrzewaniem, temperatura wody wewnątrz zlewki wynosi 70 °C i jest gotowa do przygotowania próbki.
  3. Przygotuj wodę o temperaturze 95 °C do sterylizacji BFB, wlewając 1 l wody DI do szklanych naczyń i podgrzewając w kuchence mikrofalowej przez 14 minut.
    Ostrzeżenie: Nigdy nie używaj plastikowych czajników do przygotowywania gorącej wody. Sam plastikowy czajnik uwalnia miliony MPs do gorącej wody podczas procesu gotowania13.

2. Uwalnianie MP podczas przygotowywania formuły

UWAGA: Uważnie przestrzegając standardowego procesu przygotowania formuły (czyszczenie, sterylizacja i mieszanie) zalecanego przez WHO21, MP uwolnione z BFB podczas przygotowywania formuły są naśladowane w następujących 3 krokach.

  1. Zbieraj fabrycznie nowe produkty BFB ze sklepów aptecznych i dokładnie je czyść po wyjęciu produktu z opakowania. Umyj każdy BFB wodą z detergentem (powtórz 3 razy w temperaturze pokojowej-RT) i wodą destylowaną (powtórz 3 razy, RT). Na koniec opłucz BFB 3 razy wodą DI o temperaturze RT.
    Uwaga: Nie czyścić BFB za pomocą sonikacji. Chociaż sonikacja jest szeroko stosowana w laboratoriach do mieszania i czyszczenia, sonikacja BFB może poważnie uszkodzić powierzchnię butelki i spowodować uwolnienie MP z produktów PP w ciągu 1 minuty.
  2. Namocz BFB w wodzie DI o temperaturze 95 °C (sekcja 1.3) w celu wysterylizowania butelki. Aby uniknąć unoszenia się BFB, lekko dociśnij zewnętrzną część BFB za pomocą pęsety ze stali nierdzewnej i upewnij się, że cały korpus butelki zanurza się w wodzie.
    1. Po 5 minutach wyjmij butelkę i przenieś ją do czystego szklanego dysku. Podczas etapu suszenia na powietrzu odwróć butelkę na szklanym krążku, aż nie będzie śladu kropelek.
  3. Wlać 180 ml gorącej wody DI (70 °C, z sekcji 1.2, zgodnie z wytycznymi WHO) do wysuszonej na powietrzu butelki. Następnie natychmiast przykryj butelkę szklaną szalką Petriego i umieść ją w potrząsaniu.
    1. Aby zasymulować proces mieszania formuły, potrząsaj butelką z prędkością 180 obr./min przez 60 sekund. Po wstrząśnięciu przenieś butelkę na czystą szklaną płytkę i pozwól jej ostygnąć.

3. Przygotowanie próbki do identyfikacji MP i kwantyfikacji

  1. Poddać sonifikacji i dokładnie wypłukać wszystkie części szklanego filtra (średnica 25 mm, szklany lejek, podstawa ze szkła spiekanego i kolba odbiorcza) za pomocą wody DI.
    1. Umieść kawałek pokrytego złotem filtra membranowego z poliwęglanu PC (wielkość porów 0,8 μm, grubość warstwy powłoki Au 40 nm) na środku szklanej podstawy.
    2. Zamontuj szklany lejek i zacisk ze stali nierdzewnej, aby zamocować filtr membranowy. Na koniec podłącz zmontowany szklany filtr do pompy próżniowej (Rysunek 2).
      Ostrzeżenie: Aby membrana płynnie przylegała do powierzchni szklanej podstawy, ważne jest, aby szklana podstawa była mokra. W razie potrzeby 1-2 krople wody DI należy upuścić na powierzchnię szklanej podstawy przed umieszczeniem filtra membranowego.
  2. Ostrożnie wymieszać schłodzoną próbkę wody w BFB (z sekcji 2.3), a następnie przenieść pewną ilość próbki wody do szklanego lejka za pomocą szklanej pipety. Włącz pompę próżniową, aby próbka wody mogła powoli filtrować przez filtr membranowy.
    1. Po przefiltrowaniu umyj wnętrze szklanego lejka wodą DI, aby upewnić się, że żadne cząstki nie przywierają do lejka.
      Ostrzeżenie: Aby uniknąć nakładania się cząstek na powierzchnię filtra membranowego, ważne jest, aby starannie dobrać odpowiednią objętość wody, która przepływa przez filtr. BFB uwalniają dużą liczbę cząstek, tak że do przefiltrowania całej objętości próbki wody potrzebnych jest 3-5 filtrów membranowych.
  3. Odłącz pompę próżniową i zdemontuj szklany filtr. Następnie ostrożnie wyjmij filtr membranowy za pomocą pęsety ze stali nierdzewnej i przenieś go do czystej szklanki nakrywkowej. Przymocuj filtr membranowy do szkła nakrywkowego za pomocą małego kawałka taśmy papierowej. Natychmiast umieścić próbkę na czystej szklanej szalce Petriego.

4. Przygotowanie próbki do charakterystyki topografii AFM

  1. Przygotuj czystą płytkę silikonową. Upuść próbkę wody o objętości 50 μl (z sekcji 2.3) na powierzchnię płytki krzemowej i wysusz ją w piecu w temperaturze około 103 °C. Powtórz ten proces, jeśli poziom MP w próbce wody jest niski
    2. .
  2. Po 1 godzinie suszenia przenieś wafel na czystą szklaną szalkę Petriego i pozwól mu ostygnąć w eksykatorze.
  3. Po ostygnięciu płytki należy przechowywać próbkę na suchej i czystej szklanej szalce Petriego.

5. Identyfikacja i kwantyfikacja MP za pomocą spektroskopii Ramana

  1. Skalibruj system Ramana za pomocą korekcji zerowego rzędu i płytki krzemowej. Upewnij się, że położenie piku płytki krzemowej znajduje się na wysokości 520.7 cm-1 i że intensywność piku jest wyższa niż 6000 j.a., gdy intensywność lasera wynosi 100%.
  2. Ustaw parametry systemu Ramanowskiego, aby uzyskać wysokie widma MP sygnału do szumu, unikając jednocześnie spalania MP. Ustaw system w następujący sposób: laser wzbudzający 532 nm, usuwanie promieniowania kosmicznego, natężenie lasera 10% (moc lasera 0,18 mW), rozdzielczość spektralna 1,5 cm-1, czas naświetlania 10-20 sekund, akumulacje 10-40 razy i zakres spektralny 200-3200 cm-1. Rysunek 3 pokazał typowe widma MP z czasami akumulacji od 1 s do 400 s.
    Ostrzeżenie: Nie testuj cząstek bezpośrednio przy użyciu 100% lasera, aby uniknąć szybkiego spalania (można je spalić w ciągu 1 minuty, jeśli cząstka jest mała). Użyj niskiej intensywności (10-50%), aby najpierw przeprowadzić test.
  3. Umieścić próbkę filtra (z sekcji 3.3) na środku stolika na próbkę Ramana. Wybierz cztery reprezentatywne miejsca (2 punkty znajdują się w środkowym obszarze, podczas gdy pozostałe 2 punkty znajdują się blisko krawędzi obszaru roboczego, Rysunek 3C) na filtrze membranowym, aby przeprowadzić test (całkowita powierzchnia testowa około 1,5 mm2).
  4. Obserwuj i fotografuj cząstki na powierzchni filtra membranowego za pomocą mikroskopu optycznego (100x), a następnie dokonaj identyfikacji chemicznej za pomocą spektroskopii Ramana.
    1. Porównaj uzyskane widmo Ramana z referencyjnymi wzorcowymi widmami polimerów (z materiału sypkiego BFB i poprzedniej publikacji22).
    2. Określ właściwości chemiczne cząstek za pomocą intensywnych pików w zakresie 2780-2980, 1400-1640 i 709-850 cm-1, odpowiadających drganiom rozciągającym grup CH/CH2/CH3 i C-C związanych z materiałami polimerowymi (Rysunek 3).
  5. Przeanalizuj rozmiar i liczbę zidentyfikowanych MP za pomocą ImageJ.
    1. Stężenie MPs w próbce wody należy obliczyć w oparciu o badany obszar, całkowity obszar roboczy (227mm2) i znaną objętość przefiltrowanej próbki.
    2. Potwierdzone MP należy podzielić na 5 grup pod względem wielkości: 0,8-5 μm, 5-20 μm, 20-50 μm, 50-100 μm i > 100 μm.
    3. Na koniec określ ilość MPs w jednym litrze próbki wody na podstawie przefiltrowanej objętości próbki, liczby zarejestrowanych MP i badanego obszaru filtra membranowego.

6. Charakterystyka topograficzna MP za pomocą AFM

  1. Wyposaż system AFM (NT-MDT) w sondę trybu gwintowania. Skalibruj system przy użyciu wzorca wysokości stopnia (SHS). Ustaw system w optymalnych warunkach pracy: częstotliwość skanowania wynosi 1 Hz, rozmiar skanowania to 10-50 μm, częstotliwość strojenia wynosi około 160 kHz, a linia skanowania to 512 pikseli.
  2. Zamocować płytkę krzemową (z sekcji 4.3) na stoliku próbki AFM. Obserwować i fotografować cząstki docelowe na powierzchni płytki krzemowej, a następnie dokonać identyfikacji chemicznej przy użyciu metody opisanej w sekcji 5.
  3. Przełącz system w tryb AFM (spektroskopia Ramana i AFM są połączone w jeden system) i przetestuj topografię zidentyfikowanych MP.
  4. Analizuj dane 3D za pomocą oprogramowania Gwyddion 2.54. Użyj opcji profilu, aby uzyskać wymiary cząstek i średnie wysokości, natomiast widok 3D, aby uzyskać strukturę 3D.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

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...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

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...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

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.

Acknowledgements

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

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.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
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

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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. Microplastics and gastrointestinal health: how big is the problem. The Lancet Gastroenterology & Hepatology. 4 (12), 907(2019).
  4. The Lancet Planetary Health. Microplastics and human health-an urgent problem. The Lancet Planetary Health. 1 (7), 254(2017).
  5. Foley, C. J., Feiner, Z. S., Malinich, T. D., Höök, T. O. A meta-analysis of the effects of exposure to microplastics on fish and aquatic invertebrates. Science of the Total Environment. 631, 550-559 (2018).
  6. Chae, Y., An, Y. -J. Effects of micro-and nanoplastics on aquatic ecosystems: Current research trends and perspectives. Marine Pollution Bulletin. 124 (2), 624-632 (2017).
  7. Lu, L., Wan, Z., Luo, T., Fu, Z., Jin, Y. Polystyrene microplastics induce gut microbiota dysbiosis and hepatic lipid metabolism disorder in mice. Science of the total environment. 631, 449-458 (2018).
  8. Yang, Y. -F., Chen, C. -Y., Lu, T. -H., Liao, C. -M. Toxicity-based toxicokinetic/toxicodynamic assessment for bioaccumulation of polystyrene microplastics in mice. Journal of Hazardous Materials. 366, 703-713 (2019).
  9. Mattsson, K., et al. Brain damage and behavioural disorders in fish induced by plastic nanoparticles delivered through the food chain. Scientific Reports. 7 (1), 11452(2017).
  10. Ibrahim, Y. S., et al. Detection of microplastics in human colectomy specimens. JGH Open. , (2021).
  11. Ragusa, A., et al. Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta. Environment International. 146, 106274(2021).
  12. Schwabl, P., et al. Detection of various microplastics in human stool: a prospective case Series. Annals of Internal Medicine. 171 (7), 453-457 (2019).
  13. Sturm, M. T., Kluczka, S., Wilde, A., Schuhen, K. Determination of particles produced during boiling in differenz plastic and glass kettles via comparative dynamic image analysis using FlowCam. Analytik News. , (2019).
  14. Ranjan, V. P., Joseph, A., Goel, S. Microplastics and other harmful substances released from disposable paper cups into hot water. Journal of Hazardous Materials. 404, 124118(2020).
  15. Fadare, O. O., Wan, B., Guo, L. -H., Zhao, L. Microplastics from consumer plastic food containers: Are we consuming it. Chemosphere. 253, 126787(2020).
  16. Hernandez, L. M., et al. Plastic teabags release billions of microparticles and nanoparticles into tea. Environmental Science & Technology. 53 (21), 12300-12310 (2019).
  17. Frias, J., et al. Standardised protocol for monitoring microplastics in sediments. Deliverable 4.2. , (2018).
  18. Li, D., et al. Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation. Nature Food. , (2020).
  19. Imhof, H. K., et al. Pigments and plastic in limnetic ecosystems: A qualitative and quantitative study on microparticles of different size classes. Water Research. 98, 64-74 (2016).
  20. Oßmann, B. E., et al. Small-sized microplastics and pigmented particles in bottled mineral water. Water Research. 141, 307-316 (2018).
  21. World Health Organization. How to prepare formula for bottle-feeding at home. World Health Organization. , (2007).
  22. Käppler, A., et al. Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (29), 8377-8391 (2016).
  23. Zhao, S., Danley, M., Ward, J. E., Li, D., Mincer, T. J. An approach for extraction, characterization and quantitation of microplastic in natural marine snow using Raman microscopy. Analytical Methods. 9 (9), 1470-1478 (2017).
  24. World Health Organization. Microplastics in drinking-water. World Health Organization. , (2019).
  25. Sunta, U., Prosenc, F., Trebše, P., Bulc, T. G., Kralj, M. B. Adsorption of acetamiprid, chlorantraniliprole and flubendiamide on different type of microplastics present in alluvial soil. Chemosphere. 261, 127762(2020).
  26. Gong, W., et al. Comparative analysis on the sorption kinetics and isotherms of fipronil on nondegradable and biodegradable microplastics. Environmental Pollution. 254, 112927(2019).
  27. Wong, M., Moyse, A., Lee, F., Sue, H. -J. Study of surface damage of polypropylene under progressive loading. Journal of Materials Science. 39 (10), 3293-3308 (2004).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microplastics ReleasePolypropylene BottlesBaby Feeding BottleMicroplastics IdentificationMicroplastics CharacterizationMembrane FiltrationRaman SpectroscopyAtomic Force MicroscopySample PreparationHuman Microplastic Exposure

Related Articles