Protokół pobierania próbek mikrodrobin plastiku z powierzchni morza i analizy próbek

Protokół ten opisuje pobieranie próbek mikroplastiku i analizę próbek z powierzchni morza. Pobieranie próbek powierzchni morza. Rozłóż sieć manta z boku statku za pomocą bomu spinakera lub ramy w kształcie litery A, używając lin i karabinków.

Rozłóż sieć manty poza strefą budzenia, aby zapobiec gromadzeniu się wody pod wpływem turbulencji w strefie budzenia. Zapisz początkowe współrzędne GPS i czas początkowy w dostarczonym arkuszu danych. Zacznij poruszać się w jednym prostym kierunku z prędkością około 2-3 węzłów przez trzydzieści minut i rozpocznij pomiar czasu.

Po trzydziestu minutach zatrzymaj łódź i zapisz końcowe współrzędne GPS, długość trasy i średnią prędkość łodzi w dostarczonym arkuszu danych. Podnieś siatkę manty z wody. Dokładnie opłucz sieć manta od zewnątrz sieci wodą morską za pomocą pompy głębinowej lub wodą ze zbiornika wodnego łodzi.

Opłukać w kierunku od pyska manty do worka włoka w celu zagęszczenia wszystkich cząstek przyklejonych do sieci w worku włoka. Uwaga: Nigdy nie płucz próbki przez otwór siatki, aby zapobiec zanieczyszczeniu. Bezpiecznie usunąć worek włoka i przesiać próbkę w worku włoka przez sito o rozmiarze oczek 300 mikrometrów lub mniejszym.

Worek włoka należy dokładnie opłukać z zewnątrz i przelać resztę próbki przez sito. Powtarzaj ten krok, aż w worku włoka nie będzie już żadnych cząstek. Skoncentruj cały materiał na sicie w jednej części sita.

Za pomocą lejka przepłucz sitko do szklanego słoika lub plastikowej butelki przy użyciu 70% etanolu. Zamknij butelkę, wytrzyj ją ręcznikami papierowymi i oznacz pokrywkę oraz zewnętrzną stronę słoika nazwą próbki i datą. Oddzielanie mikroplastiku od próbek z powierzchni morza.

Jeśli próbka nie zawiera żadnych elementów większych niż 25 mm i wydaje się być czysta, przejdź bezpośrednio do kroku 3. W przeciwnym razie przelać próbkę przez sito i usunąć z próbki wszystkie naturalne lub sztuczne śmieci o wielkości większej niż 5 mm za pomocą identyfikacji wizualnej i pęsety. Uważaj, aby dokładnie spłukać każdy usunięty przedmiot wodą destylowaną, aby usunąć przyklejone do niego mikroplastiki.

Wszystkie naturalne i sztuczne śmieci przechowuj w oddzielnych pojemnikach. Wysuszyć wszystkie naturalne i sztuczne śmieci w eksykatorze lub na świeżym powietrzu, ale w zamkniętym naczyniu, i zważyć je. Zidentyfikuj wszystkie śmieci większe niż 25 mm zgodnie z Główną Listą Kategorii Śmieci.

Po usunięciu wszystkich większych przedmiotów skoncentruj wszystkie pozostałe kawałki w jednej części sita za pomocą butelek ze spryskiwaczem lub wody z kranu. Wlej próbkę do szklanego pojemnika, używając minimalnej ilości 70% etanolu za pomocą lejka. Pobrać niewielką ilość próbki i przelać ją na szklaną szalkę Petriego.

Przeanalizuj próbkę za pomocą mikroskopu stereoskopowego i poszukaj cząstek mikroplastiku. Znajdując każdą cząstkę mikroplastiku, należy ją zaklasyfikować do jednej z kategorii zgodnie z kategoriami znajdującymi się w tabeli 1 i umieścić ją na szalce Petriego lub innych szklanych fiolkach oznaczonych nazwą kategorii. Szalka Petriego musi być przez cały czas zamknięta.

Umieść szalkę Petriego pod mikroskopem ze sprzętem pomiarowym i zmierz wielkość każdej cząstki. Zmierz najdłuższą przekątną, z wyjątkiem włókien, i zwróć uwagę na jej kolor. Cząstki mikrodrobin plastiku z każdej kategorii należy zważyć oddzielnie.

Cząsteczki mikroplastiku muszą być wcześniej wysuszone. Jak rozpoznać mikroplastik? Brak struktury komórkowej.

Nierówna jednolita grubość. Charakterystyczne kolory Podczas oddzielania mikroplastików od próbki należy zachować ostrożność i usuwać więcej niż mniej. Rzeczywistą strukturę chemiczną cząstek możemy jeszcze określić później.

Charakterystyka chemiczna. Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera z tłumieniem odbicia lub ATR FT-IR jest powszechnie stosowaną techniką charakteryzowania tworzyw sztucznych. Można określić skład materiału, a w niektórych przypadkach także stopień degradacji.

Przed analizą system wykrywania należy oczyścić alkoholem i niestrzępiącą się szmatką, a na uchwycie próbki umieszcza się specjalną płytkę na małe cząstki. Następnie rejestrowane jest widmo tła. Próbka jest następnie umieszczana na uchwycie próbki i dokręcana.

Po zainicjowaniu zbierania widma próbki detektor wysyła wiązkę światła podczerwonego przez kryształ ATR w taki sposób, że odbija się ona od próbki stykającej się z próbką. Odbicie to nieznacznie wnika w próbkę, co pozwala na rejestrację widma. Wiązka jest następnie zbierana przez detektor, gdy opuszcza kryształ i ostatecznie uzyskuje się widmo.

Widma są charakterystyczne dla każdego materiału, dlatego określa się je poprzez automatyczne porównanie uzyskanego widma z widmami w bazie danych. Mikroskop ATR FT-IR. Mikroskop FT-IR łączy w sobie funkcję mikroskopu i spektrometru podczerwieni.

Pozwala to na rejestrację widma na bardzo małym obszarze odpowiednim do analizy mikroplastików mniejszych niż 1 mm. Mikroskop jest najczęściej używany w trybie ATR, chociaż możliwe są tryby transmisji i odbicia. Analizę rozpoczyna się od umieszczenia próbki na szklanym filtrze.

Można stosować inne filtry, ale ich polimerowy charakter może zakłócać charakterystykę. Filtr z próbką umieszczany jest na stole do automatycznego skanowania, a joystick służy do lokalizacji próbki i zapisu obrazu optycznego. Na tym obrazie zaznaczamy obszar o wymiarach 20x20 mikronów, w którym próbka zostanie scharakteryzowana.

Następnie wykonywany jest pomiar tła, a następnie zbierany jest obraz widma w określonej lokalizacji. Uzyskuje się widmo ATR FT-IR, które porównuje się z widmami w bazie danych w celu określenia składu próbki. Wyniki. Opisany protokół zapewnia podstawowe wyniki z cząstkami mikroplastiku podzielonymi na 6 kategorii ze względu na ich cechy wizualne.

Pierwszą kategorią, i zwykle najliczniejszą, są Fragmenty. Są sztywne, grube, o ostrych, krzywych krawędziach i nieregularnych kształtach. Występują w wielu różnych kolorach.

Druga kategoria to filmy. Te również występują w nieregularnych kształtach, ale w porównaniu z fragmentami są cienkie i elastyczne i zwykle przezroczyste. Trzecia kategoria to granulki, które zwykle pochodzą z przemysłu tworzyw sztucznych.

Ich kształty są nieregularne i okrągłe i zwykle są większe, około 5 mm średnicy. Zazwyczaj są płaskie z jednej strony i mogą być w różnych kolorach. Czwarta kategoria to granulat.

W porównaniu z granulkami, występują w regularnym okrągłym kształcie i zwykle w mniejszych rozmiarach, o średnicy około 1 mm. Występują w naturalnych kolorach. Piąta kategoria to filamenty.

Są one, obok fragmentów, najliczniejszym rodzajem cząstek mikroplastiku. Mogą być krótkie lub długie, o różnej grubości i kolorach. Ostatnia kategoria to pianki.

Często pochodzą one z dużych cząstek styropianu. Są miękkie i mają nieregularny kształt, kolor od białego do żółtego. Głównym uzyskanym wynikiem jest liczba cząstek mikroplastiku w próbce.

Dane te można dodatkowo znormalizować na kilometr kwadratowy. Wzór stosowany do normalizacji to cząstki mikroplastiku na próbkę, podzielone przez obszar pobierania próbek, przy czym obszar oblicza się poprzez pomnożenie odległości pobierania próbek przez szerokość manty. Tutaj można zobaczyć jeden przykład znormalizowanych danych przedstawionych w tabeli 3 i na rysunku 1.

Ponadto cząstki mogą być analizowane za pomocą oprogramowania do analizy obrazu. Wyniki obejmują maksymalną długość i powierzchnię każdej cząstki. Na koniec zaleca się analizę chemiczną całkowitej lub najwyższej możliwej liczby cząstek w próbce.

Za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Foriera uzyskuje się widmo z wybranych cząstek, jak widać na tym wykresie. Widmo to jest następnie porównywane ze widmami z biblioteki oprogramowania. Końcowe wyniki pokazują, czy dana cząstka jest plastyczna, czy nie, oraz rodzaj tworzywa sztucznego w odniesieniu do ich struktury chemicznej. Konkluzja.

Dzięki zastosowaniu tego protokołu uzyskuje się dokładne i wiarygodne wyniki obfitości mikroplastiku na powierzchni morza, które można porównać z innymi istniejącymi badaniami.