Pobieranie próbek, sortowanie i charakteryzowanie mikrodrobin plastiku w środowisku wodnym z dużą ilością zawieszonych osadów i dużymi pływającymi odpadami

Większość dotychczasowych badań nad mikroplastikiem miała miejsce w systemach morskich, gdzie poziom zawieszonych ciał stałych jest stosunkowo niski. Uwaga skupia się obecnie na systemach słodkowodnych, które mogą charakteryzować się dużą ilością osadów i pływającymi szczątkami. Protokół ten dotyczy zbierania i analizowania próbek mikroplastiku ze środowisk wodnych, które zawierają wysokie zawieszone ładunki stałe.

Metoda ta pomoże naukowcom określić ilościowo ładunki mikroplastiku w rzekach, które często zawierają duże ilości osadów, ponieważ są one głównym źródłem plastikowych śmieci do oceanów. Główną zaletą tej techniki jest to, że umożliwia ona filtrowanie i sortowanie próbek mikroplastiku i wody o dużym obciążeniu osadem w rozmiarach zwykle nieuwzględnionych w poprzednich badaniach. Aby rozpocząć, przepłucz urządzenie filtrujące i sita z siatki nylonowej trzykrotnie wodą dejonizowaną.

Następnie umieść sita siatkowe w każdym złączu, tak aby rozmiary nalewania zmniejszały się od góry do dołu. Aby zapobiec wyciekom, szczelnie uszczelnij każde złącze. Następnie zwilż filtr membranowy z mieszanych estrów celulozy wodą dejonizowaną.

Gdy filtr jest jeszcze wilgotny, złóż go w stożek. Następnie umieść kosz z siatki ze stali nierdzewnej w ostatnim złączu. Ostrożnie umieść złożony filtr membranowy w koszu.

Zawiń wargę filtra przez krawędź złącza. Następnie umieść sito siatkowe na górze filtra membranowego w ostatnim złączu. Upewnij się, że wszystkie połączenia złączy są szczelnie uszczelnione.

Następnie przymocuj wąż z górnej części kolby filtrującej do podstawy urządzenia filtrującego. Włącz pompę próżniową, upewniając się, że ciśnienie nie przekracza 127 mililitrów rtęci. Za pomocą cylindra z podziałką o pojemności 500 mililitrów zmierz całkowitą objętość próbki.

Następnie należy zarejestrować objętość próbki i przenieść ją do urządzenia filtrującego. Aby opróżnić kolbę filtrującą, wyłącz pompę i odłącz dwa węże od kolby. Następnie opróżnij kolbę do pojemnika na odpady.

Aby kontynuować cykl filtracji, ponownie podłącz węże i włącz pompę. Po przefiltrowaniu całej próbki użyj wody dejonizowanej, aby trzykrotnie przepłukać pojemnik na próbkę i cylinder miarowy. Po każdym płukaniu przefiltruj wodę dejonizowaną używaną do płukania pojemnika i cylindra z podziałką.

Za pomocą wody dejonizowanej trzykrotnie przepłukać ścianki urządzenia filtrującego. Następnie wyłącz pompę próżniową i użyj butelki do mycia wodą dejonizowaną, aby przepłukać krawędzie złącza. Wyłącz pompę i za pomocą kleszczy usuń sito siatkowe ze złącza.

Umieść sitko na przykrytej szalce Petriego i susz w temperaturze 60 stopni Celsjusza przez 24 godziny. Powtórz ten proces dla każdego złącza. Następnie włącz pompę próżniową i przepłucz krawędzie filtra membranowego za pomocą butelki do mycia wodą dejonizowaną.

Umyj cząstki stałe na krawędziach filtra do środka i upewnij się, że cała woda przepływa przez filtr. Następnie za pomocą kleszczy wyjmij i rozłóż filtr membranowy. Umieść filtr w foliowej kopercie i susz w temperaturze 60 stopni Celsjusza przez 24 godziny.

Najpierw zbadaj filtr membranowy pod mikroskopem stereoskopowym. Podejrzane tworzywa sztuczne nie będą miały struktury komórkowej. Włókna będą miały równą grubość na całej długości, a cząsteczki nie będą wyglądać na błyszczące.

Usuń podejrzane tworzywa sztuczne z filtra i umieść je w fiolce zawierającej 70% etanolu. Zapisz kolor i kształt każdego podejrzanego plastiku. W przypadku sit z siatki nylonowej przechowywanych na szalkach Petriego, po usunięciu wszystkich podejrzanych tworzyw sztucznych z filtra, należy sprawdzić pokrywę i spód szalki Petriego pod kątem dodatkowych podejrzanych tworzyw sztucznych.

Aby potwierdzić ten protokół, trzy próbki z Oso Bay zostały wzbogacone o 10 niebieskich cząstek polietylenu i 50 zielonych włókien nylonowych. Średnio z próbek odzyskano 100% cząstek polietylenu i 92% włókien nylonowych. Utrata włókien może być spowodowana niewielką ilością ubytku próbki podczas filtracji lub nieprawidłową identyfikacją.

Po opanowaniu można uruchomić jednocześnie wiele aparatów filtracyjnych, z których każda wymaga filtracji w czasie krótszym niż dwie godziny. Czas sortowania próbek pod mikroskopem jest jednak specyficzny dla próbki. Podczas próby tej procedury należy pamiętać o uwzględnieniu potencjalnego zanieczyszczenia za pomocą sprzętu laboratoryjnego i ślepych prób polowych na każdym etapie procesu.

Zgodnie z tą procedurą można zastosować inne metody, takie jak spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera, do weryfikacji właściwości materiału. Dzięki opracowaniu tej techniki naukowcy badający zanieczyszczenia środowiskowe mogą badać zanieczyszczenia mikroplastikiem i drogi wodne z dużymi ładunkami zawieszonych osadów, a także pływających i zanurzonych śmieci.