Name: Formowanie mikro- i nanoplastików z rolniczych folii z tworzyw sztucznych do zatrudnienia w badaniach podstawowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-07-27T14:15:00.000+00:00
Duration: 8 min 21 s
Description: Poznaj metodę formowania mikro- i nanoplastików z rolniczych folii polimerowych przy użyciu mielenia kriogenicznego i mokrego mielenia. Protokół ten umożliwia badaczom przygotowanie materiałów modelowych do badań środowiskowych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Te badania zostały sfinansowane przez Herbert College of Agriculture, Wydział Inżynierii Biosystemów i Gleby oraz Science Alliance na Uniwersytecie Tennessee w Knoxville. Ponadto autorzy z wdzięcznością dziękują za wsparcie finansowe udzielone w ramach grantu USDA 2020-67019-31167 na te badania. Początkowe surowce do przygotowania MNP biodegradowalnej folii ściółkowej na bazie PBAT zostały dostarczone przez BioBag Americas, Inc. (Dunevin, FL, USA), a granulki PBAT przez Mobius, LLC (Lenoir City, TN).

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Metoda ta opisuje skuteczny proces opisany pierwotnie w poprzedniej publikacji29 w celu przygotowania MNP pochodzących z granulek i folii ściółkowych do badań środowiskowych. Proces rozdrabniania obejmował chłodzenie kriogeniczne (tylko dla folii), mielenie na sucho i mielenie na mokro w celu wytworzenia modelowych MNP. Zastosowaliśmy tę metodę do przygotowania MNP z szerokiej gamy surowców polimerowych, w tym polietylenu o niskiej gęstości (LDPE), adypinianu-kotereftalanu polimaślanu (PBAT) i kwa...

W ostatnich dziesięcioleciach, gwałtownie rosnąca globalna produkcja tworzyw sztucznych oraz niewłaściwa utylizacja i brak recyklingu odpadów z tworzyw sztucznych doprowadziły do zanieczyszczenia środowiska, które wpłynęło na ekosystemy morskie i lądowe1,2,3. Tworzywa sztuczne są niezbędne we współczesnym rolnictwie, szczególnie w uprawie warzyw, małych owoców i innych specjalistycznych upraw. Ich zastosowanie jako folii mulczujących, wysokich i niskich pokryć tuneli, taśmy kroplującej i innych zastosowań ma na celu zwiększenie plonów i jakości plonów, obniżenie kosztów produkcji oraz promowanie zrównoważonych metod uprawy4,5. Jednak rosnące zastosowanie "plastikultury" wzbudziło obawy dotyczące powstawania, dystrybucji i zatrzymywania kawałków tworzyw sztucznych w środowiskach rolniczych. Po ciągłym procesie fragmentacji spowodowanym kruchością w wyniku degradacji środowiska w okresie użytkowania, większe fragmenty tworzyw sztucznych tworzą mikro- i nanoplastiki (MNP), które utrzymują się w glebie lub migrują do sąsiednich dróg wodnych poprzez spływ wody i wiatr6,7,8. Czynniki środowiskowe, takie jak promieniowanie ultrafioletowe (UV) przechodzące przez światło słoneczne, siły mechaniczne wody i czynniki biologiczne, powodują kruchość tworzyw sztucznych rozproszonych w środowisku, co skutkuje rozpadem większych fragmentów tworzywa sztucznego na cząstki makro- lub mezoplastiku9,10. W wyniku dalszej defragmentacji powstają mikrodrobiny plastiku (MPs) i nanoplastiki (NPs), odbijające cząstki o średniej wielkości (średnica nominalna; dp) odpowiednio 1-5000 μm i 1-1000 nm<klasa SUP="xref">11. Jednak górna granica dp dla NP (tj. dolna granica dla MP) nie jest powszechnie uzgodniona i w kilku artykułach jest ona wymieniona jako 100 nm12.
MNP z odpadów plastikowych stanowią globalne zagrożenie dla zdrowia gleby i usług ekosystemowych. Adsorpcja metali ciężkich ze słodkiej wody przez MP doprowadziła do 800-krotnie wyższego stężenia metali ciężkich w porównaniu z otaczającym środowiskiem13. Co więcej, MP w ekosystemach wodnych stwarzają wiele stresorów i zanieczyszczeń, zmieniając przenikanie światła, powodując zubożenie tlenu i powodując adhezję do różnych faun i flory, w tym penetrację i akumulację w organizmach wodnych14.
Ostatnie badania sugerują, że MNP mogą wpływać na geochemię gleby i faunę i florę, w tym na zbiorowiska mikroorganizmów i rośliny15,16,17. Ponadto NP zagrażają sieci pokarmowej17,18,19,20. Ponieważ MNP łatwo ulegają pionowemu i poziomemu transportowi w glebie, mogą przenosić wchłonięte zanieczyszczenia, takie jak pestycydy, plastyfikatory i mikroorganizmy, przez glebę do wód gruntowych lub ekosystemów wodnych, takich jak rzeki i strumienie21,22,23,24. Konwencjonalne tworzywa sztuczne stosowane w rolnictwie, takie jak folie ściółkowe, są wytwarzane z polietylenu, który po użyciu należy usunąć z pola i wyrzucić na wysypiska śmieci. Jednak niepełne usunięcie prowadzi do znacznego gromadzenia się plastikowych zanieczyszczeń w glebie9,25,26. Alternatywnie, biodegradowalne w glebie ściółki z tworzywa sztucznego (BDM) są przeznaczone do uprawy w glebie po użyciu, gdzie z czasem ulegną degradacji. Jednak BDM tymczasowo utrzymują się w glebie i stopniowo rozkładają się i rozpadają na MP i NPs9,27.
Wiele obecnych badań ekotoksykologicznych i losu wykorzystuje wyidealizowane i niereprezentatywne materiały modelowe MP i NPs. Najczęściej stosowanymi zastępczymi MNP są monodyspersyjne mikro- lub nanosfery polistyrenu, które nie odzwierciedlają rzeczywistych MNP znajdujących się w środowisku12,28. W związku z tym wybór niereprezentatywnych MP i NP może skutkować niedokładnymi pomiarami i wynikami. Ze względu na brak odpowiednich modelowych ΜNP do badań środowiska lądowego, autorzy zostali zmotywowani do przygotowania takich modeli z tworzyw sztucznych pochodzących z rolnictwa. Wcześniej informowaliśmy o tworzeniu MNP z BDM i granulek polietylenu poprzez mechaniczne mielenie i mielenie granulek z tworzyw sztucznych i materiałów foliowych oraz o charakterystyce wymiarowej i molekularnej MNPs29. Niniejszy artykuł zawiera bardziej szczegółowy protokół przygotowania MNP, który może być szerzej stosowany do wszystkich rolniczych tworzyw sztucznych, takich jak folie ściółkowe lub ich granulowane surowce (<silna klasa="xfig">Rysunek 1). Tutaj, jako przykład, wybraliśmy folię ściółkującą i sferyczne granulki biodegradowalnego polimeru politereftalanu adypinianu butylenu (PBAT) do reprezentowania rolniczych tworzyw sztucznych.

<table><tbody><tr><td>Talerz aluminiowy, 150 mL&nbsp;</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td><td>08-732-103</td><td>Suszenie zebranych NPs</td></tr><tr><td>Naczynie aluminiowe, 500 mL</td><td>VWR International, Radnor, PA, USA</td><td>25433-018</td><td>Zbieranie NP po mieleniu na mokro</td></tr><tr><td>Wirówka</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td><td>Centrific 228</td><td>Pojemnik do wirowania</td></tr><tr><td>Rurka tłocząca, #20, 840 &micro; m</td><td>Thomas Scientific, Swedesboro, NJ, USA</td><td>3383M30</td><td>Przesiewanie pierwszej frakcji podczas mielenia</td></tr><tr><td>Rura tłocząca, #60, 250 &micro; m</td><td>Thomas Scientific, Swedesboro, NJ, USA</td><td>3383M45</td><td>Przesiewanie drugiej frakcji (3x)&nbsp; podczas mielenia</td></tr><tr><td>Thermomixer,&nbsp; 5350 Mieszalnik</td><td>Eppendorf North America, Enfield, CT, USA</td><td>05-400-200</td><td>Analiza eksperymentów przesiewania</td></tr><tr><td>FT-IR Spectrum Two, spektrometr z tłumionym całkowitym współczynnikiem odbicia (ATR)</td><td>Perkin Elmer, Waltham, MA, USA</td><td>L1050228&nbsp;</td><td>Pomiar widm FTIR</td></tr><tr><td>Szklana zlewka, 1000 ml</td><td>DWK Life Sciences, Milville, NJ, USA</td><td>02-555-113</td><td>Mieszanie zawiesiny wodnej MPs przed zmieleniem</td></tr><tr><td>Szklana płyta czołowa</td><td>Thomas Scientific, Swedesboro, NJ, USA</td><td>3383N55&nbsp;</td><td>Osłona przednia do Wiley Mini Mill</td></tr><tr><td>Szklany słoik, 50 ml</td><td>Uline, Pleasant Prairie, WI, USA</td><td>S-15846P</td><td>Collective MPS po frezowaniu</td></tr><tr><td>Schowek na rękawiczki, neopren</td><td>Bel-Art-SP Scienceware, Wayne, NJ, USA</td><td>BEL-H500290000</td><td>22-calowy, rozmiar 10</td></tr><tr><td>Analizator wielkości Zetasizer Nano ZS 90</td><td>Malvern Panalytical, Worcestershire, Wielka Brytania&nbsp;</td><td>Zetasizer Nano ZS</td><td>Pomiar nanoplastików zdyspergowanych w kamerze mikroskopu wodnego</td></tr><tr><td></td><td>DI Nikon, Tokio,&nbsp; 108-6290, Japonia</td><td>Celownik cyfrowy Nikon 10</td><td>W połączeniu z mikroskopem Olympus do odbierania obrazów cyfrowych</td></tr><tr><td>Mikroskop</td><td>Olympus, Shinjuku, Tokio, Japonia</td><td>Model SZ 61</td><td>Obrazowanie MPS</td></tr><tr><td>Słoik z azotem, niskie kolby Dewara</td><td>Cole-Palmer, Vernon Hills, IL, USA</td><td>UX-03771-23</td><td>Przechowywanie ciekłego azotu podczas chłodzenia kriogenicznego</td></tr><tr><td>Accurate Blend 200, 12-biegowy blender</td><td>Oster, Boca Raton, FL, USA</td><td>6684</td><td>Rozpoczęcie procesu zmniejszania rozmiaru folii z tworzywa sztucznego poddanej obróbce kriogenicznej</td></tr><tr><td>, folii PBAT, - BioAgri&trade; (Mater-Bi&reg;)</td><td>BioBag Americas, Inc, Dunedin, FL, Stany Zjednoczone</td><td>Grubość 0,7 mm</td><td>Surowiec do tworzenia MP i NP, rolniczy granulat folii</td></tr><tr><td>ściółkowej PBAT</td><td>Mobius, LLC, Lenoir City, TN, USA</td><td>Średnica 3 mm</td><td>Surowiec do tworzenia mikroplastików (MPs) i nanoplastików (NPs) Mielenie i mielenie korytowe</td></tr> Probówki wirówkowe <tr><td>z tworzywa sztucznego, 50 ml</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td><td>06-443-18</td><td>Wirowanie gnojowicy po mieleniu</td></tr> <tr><td>na mokroSłoik plastikowy, 1000 mL, wstępnie oczyszczony, prosty</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td><td>05-719-733</td><td>Zbieranie NP podczas i po mieleniu na mokro</td></tr><tr><td>Mieszadła wielokątne, średnica&oslash;=8 mm, długość=50,8 mm&nbsp; &nbsp;</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td><td>14-512-127</td><td>Mieszanie gnojowicy MPS przed szlifowaniem na mokro</td></tr><tr><td>Nożyczki, wiązane tytanem</td><td>Westcott, Shelton, CT, USA</td><td>13901</td><td>Cięcie początkowych materiałów wsadowych do folii PBAT</td></tr><tr><td>Kwadratowa szklana komórka z kwadratowym otworem i nasadką, 12 mm OD</td><td>Malvern Panalytical, Worcestershire, Wielka Brytania&nbsp;</td><td>PCS1115</td><td>Pomiar wielkości cząstek NPs</td></tr><tr><td>Dno ze stali nierdzewnej, 3 cale, patelnia</td><td>Hogentogler & Co. Inc, Columbia, MD, USA</td><td>8401</td><td>Do przesiewania po mieleniu Wileya</td></tr><tr><td>Sito ze stali nierdzewnej, 3 cale, nr 140 (106 &micro; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, Columbia, MD, USA</td><td>1308</td><td>Do przesiewania po mieleniu Wileya</td></tr><tr><td>Sito ze stali nierdzewnej, 3 cale, nr 20 (850 &micro; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, Columbia, MD, USA</td><td>1296</td><td>Przesiewanie parlamentarzystów po mieleniu Wileya</td></tr><tr><td>Sito ze stali nierdzewnej, 3 cale, nr 325 (45 &mikro; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, Columbia, MD, USA</td><td>1313</td><td>Przesiewanie parlamentarzystów po mieleniu Wileya</td></tr><tr><td>Sito ze stali nierdzewnej, 3 cale, nr 60 (250 &mikro; m)</td> <td>Hogentogler & Co. Inc, Columbia, MD, USA</td><td>1303</td><td>Przesiewanie MP po mieleniu Wileya</td></tr><tr><td>Górna pokrywa ze stali nierdzewnej, 3 cale</td><td>Hogentogler & Co. Inc, Columbia, MD, USA</td><td>8406</td><td>Przesiewanie MP po mieleniu Wileya</td></tr><tr><td>Pęseta ze stali nierdzewnej</td><td>Global Industrial, Port Washington, NY, USA</td><td>T9FB2264892</td><td>Przenoszenie&nbsp; zamrożonych cząstek filmu ze słoika do blendera</td></tr><tr><td>Piec próżniowy, model 281A</td><td>Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td><td>13-262-50</td><td>Piec próżniowy do suszenia NP po zmieleniu na mokro</td></tr><tr><td>Szlifierka cierna, koloider supermass</td><td>Masuko Sangyo, Tokio, Japonia</td><td>MKCA6-2J</td><td>Szlifierka do formowania NP z MPS</td></tr><tr><td>Kamień do szlifowania na mokro, ziarnistość: 297 &mu; m -420 &MU; m</td><td>Masuko Sangyo, Tokio, Japonia</td><td>MKE6-46DD</td><td>Kamień szlifierski do formowania NP od MP</td></tr><tr><td>Wiley Mini Mill, obrotowy młyn tnący</td><td>Thomas Scientific, Swedesboro, NJ, USA</td><td>NC1346618</td><td>Redukcja wielkości granulek i folii na MP i NPs</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>FTIR-Oprogramowanie do spektroskopii</td><td>Perkin Elmer, Waltham, MA, USA</td><td>Widmo 10&nbsp;</td><td>Zbieranie widm z początkowego tworzywa sztucznego, MP i NP</td></tr><tr><td>Image J, program do przetwarzania obrazów</td><td>National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA</td><td>Wersja 1.53n</td><td>Analiza obrazów cyfrowych otrzymanych z mikroskopii&nbsp;</td></tr><tr><td>Oprogramowanie mikroskopowe, oprogramowanie ds-fi1</td><td>Malvern Panalytical , Malvern, Wielka Brytania</td><td>Oprogramowanie układowe DS-U1 Ver3.10</td><td>Nagrywanie obrazów cyfrowych</td></tr><tr><td>Microsoft, Windows, &nbsp; Excel 365, oprogramowanie do obsługi arkuszy kalkulacyjnych</td><td>Microsoft, Redmond, WA, USA</td><td>Office 365</td><td>Obliczanie średniej wielkości cząstek i tworzenie obrazów widm FTIR</td></tr><tr><td>Oprogramowanie JMP, oprogramowanie statystyczne</td><td>SAS Institute Inc., Cary, NC, 1989-2021</td><td>Wersja 15</td><td>Analiza statystyczna wielkości cząstek i najlepsze dopasowanie zestawu danych</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Unscrambler</td><td>Camo Analytics, Oslo, Norwegia</td><td>Wersja 9.2</td><td>Normalizacja i konwersja widm FTIR na .csv zat</td></tr></tbody></table>

formowanie mikro- i nanoplastików z rolniczych folii z tworzyw sztucznych do zatrudnienia w badaniach podstawowych

Forming Micro-and Nano-Plastics from Agricultural Plastic Films for Employment in Fundamental Research Studies

Mikroplastik (MPs) i nanoplastik (NPs) rozproszone w ekosystemach rolniczych mogą stanowić poważne zagrożenie dla fauny i flory w glebie i pobliskich drogach wodnych. Ponadto substancje chemiczne, takie jak pestycydy adsorbowane przez nanocząsteczki, mogą szkodzić organizmom glebowym i potencjalnie przedostawać się do łańcucha pokarmowego. W tym kontekście tworzywa sztuczne wykorzystywane w rolnictwie, takie jak plastikowe folie ściółkowe, w znacznym stopniu przyczyniają się do zanieczyszczenia ekosystemów rolniczych tworzywami sztucznymi. Jednak większość podstawowych badań nad losami i ekotoksycznością wykorzystuje wyidealizowane i słabo reprezentatywne materiały MP, takie jak mikrosfery polistyrenu.
Dlatego, jak opisano tutaj, opracowaliśmy wieloetapową procedurę na skalę laboratoryjną, aby mechanicznie formować reprezentatywnych MP i NP dla takich badań. Tworzywo sztuczne przygotowano z dostępnych na rynku folii ściółkowych z tworzywa sztucznego z adypinianu-kotereftalanu maślanu (PBAT), które zostały kruche poprzez obróbkę kriogeniczną (CRYO) lub wietrzenie środowiskowe (W), oraz z nieprzetworzonych granulek PBAT. Tworzywa sztuczne zostały następnie poddane obróbce mechanicznej w celu uformowania MP o wielkości 46-840 μm, naśladując ścieranie fragmentów tworzywa sztucznego przez wiatr i maszyny mechaniczne. Posłowie zostali następnie przesieci na kilka frakcji wielkości, aby umożliwić dalszą analizę. Na koniec frakcję sitową o wielkości 106 μm poddano mieleniu na mokro w celu wytworzenia nanocząsteczek o długości fali 20-900 nm, co naśladuje powolny proces zmniejszania rozmiaru w przypadku naziemnych MP. Wymiary i kształt MP określono za pomocą analizy obrazu stereomikrofotografii, a do oceny wielkości cząstek dla NP zastosowano dynamiczne rozpraszanie światła (DLS). MP i NP powstałe w tym procesie posiadały nieregularne kształty, co jest zgodne z właściwościami geometrycznymi MP odzyskanych z pól uprawnych. Ogólnie rzecz biorąc, ta metoda zmniejszania rozmiaru okazała się skuteczna w tworzeniu MP i NP składających się z biodegradowalnych tworzyw sztucznych, takich jak polibutydenian adypinianu-kotereftalan (PBAT), reprezentujących materiały ściółkowe stosowane w specjalistycznej produkcji rolnej.

Aby zwalidować metodę procedury eksperymentalnej oraz analizę, z granulatu i materiałów foliowych utworzono mikroplastiki (MPs) i nanoplastiki (NPs), a następnie porównano je pod kątem wielkości i kształtu przy użyciu obrazów mikroskopowych. Metoda opisana na Rysunku 1 pozwoliła na efektywne uzyskanie MPs i NPs z biodegradowalnych plastikowych granulatów i folii; osiągnięto to poprzez chłodzenie kriogeniczne, mielenie, mokre rozcieranie oraz charakterystykę. Pierwszy krok był zbędny w przypa...

Pokazujemy powstawanie i charakterystykę wymiarową mikro- i nanoplastików (odpowiednio MP i NPs) za pomocą stopniowego procesu mechanicznego mielenia, mielenia i analizy obrazowej.

Formowanie mikro- i nanoplastików z rolniczych folii z tworzyw sztucznych do zatrudnienia w badaniach podstawowych

Microplastics (MPs) and nanoplastics (NPs) dispersed in agricultural ecosystems can pose a severe threat to biota in soil and nearby waterways. In ...

Anton Astner: Protokół ten opisuje przygotowanie zmodyfikowanych mikro- i nanoplastików pochodzących z szerokiej gamy polimerowych materiałów wsadowych, takich jak granulki i folie reprezentujące autentyczne materiały modelowe. Metoda ta skutecznie formuje mikronanoplastiki za pomocą prostej procedury mechanicznej obejmującej mielenie kriogeniczne, kipienie i mielenie na mokro, które mogą służyć jako materiały zastępcze do badań środowiskowych. Aby rozpocząć, wyjmij piankę z rolki i pokrój piankę P B A T na paski za pomocą noża do papieru, wstępnie namocz fragmenty w wodzie dejonizowanej przez 10 minut i przenieś materiał piankowy do pojemnika kriogenicznego.Powoli dodaj 200 mililitrów ciekłego azotu do pojemnika kriogenicznego, ostrożnie przenieś namoczone fragmenty pianki lub granulki do pojemnika kriogenicznego za pomocą stalowej pęsety. Następnie przenieś zamrożone fragmenty piany lub granulki do blendera i miksuj przez 10 sekund. Dodaj 400 mililitrów wody DI i mieszaj zawiesinę piany wodnej przez pięć minut.Przenieś zawiesinę do lejka buchnera z filtrem i zastosuj próżnię przez godzinę. Następnie przenieść próbkę z lejkiem do pieca próżniowego. Suszyć w temperaturze 30 stopni Celsjusza przez co najmniej 48 godzin.Zważ próbki folii polimerowej lub granulek i przenieś do szklanego słoika o pojemności 50 mililitrów. Umieść prostokątną rurkę doprowadzającą z nasionami o oczkach 20 w szczelinie przed obrotowym mlekiem do krojenia i podnieś rurkę doprowadzającą, aż uderzy w kołek zapasowy. Umieść szklaną płytkę nad czołem komór mielenia i zabezpiecz ją regulowanym zaciskiem.Następnie umieść szklany słoik o pojemności 50 mililitrów pod wylotem młyna. Umieść przesuwny wspornik ramienia bocznego na młynie nieco poza środkiem na przedniej szybie i dokręć śrubą neuronową. Włóż lejek leja na górze młyna do otworu górnej komory mielenia.Podłącz przewód zasilający do gniazdka elektrycznego i naciśnij przełącznik przewodu, aby rozpocząć pracę młyna. Powoli podawać próbkę i dodać następną partię fragmentów folii lub granulek po zmniejszeniu słyszalnego hałasu. Po przetworzeniu folii lub fragmentów granulek naciśnij przełącznik przewodowy, aby zatrzymać pracę młyna na około 20 minut, aby ostygł.Wyczyść komorę krojenia szpatułką i szczotką z włosia I zbierz cząstki w szklanym słoiku. Wyjmij rurkę doprowadzającą o siatce 20 mikrometrów i 840 mikrometrów i zastąp ją rurką doprowadzającą o siatce 60. Po zakończeniu pierwszej partii ponownie wprowadzić zebrany materiał do leja młyna.Postępuj zgodnie z tą samą procedurą dla frakcji mielenia 60 zacieru. Odzyskaj pozostałe cząstki w komorze i dodaj je do zebranej frakcji głównej. Przygotuj zawiesinę mikroplastiku.Zacznij od nabrania wody do szklanej zlewki i włóż mieszadło. Wprowadź osiem gramów zebranej frakcji plastiku o grubości 250 mikrometrów. Umieść szklaną zlewkę na płytce mieszającej i mieszaj magnetycznie przez 24 godziny z prędkością 400 obrotów na minutę.Aby namoczyć cząstki w wodzie, przenieś je do plastikowego pojemnika. Napełnij dodatkowe dwa jednolitrowe plastikowe pojemniki wodą, która posłuży do spłukania ujmujących cząstek ze zbiornika młynka. Podczas procesu mielenia.Umieść kamienie o rozmiarze 46 green w szlifierce ciernej na mokro i dokręć środkową nakrętkę. Dokręć ręcznie kluczem 17 milimetrów, dodaj lej na górze i dokręć cztery za pomocą pięciomilimetrowego klucza imbusowego. Umieść litrowy plastikowy słoik do zbierania pod wylotem zderzacza.Umieść drugie puste wiadro o pojemności jednego litra obok wylotu, które będzie używane do wymiany podczas przetwarzania. Włącz zasilanie i ostrożnie wyreguluj luz manometru, obracając pokrętło regulacyjne zgodnie z ruchem wskazówek zegara, co odpowiada dodatniemu przesunięciu o 0.10 mikrometra od pozycji zerowej, aż usłyszysz styk kamieni szlifierskich. Następnie ustaw elastyczny pierścień pomiarowy na zero i natychmiast obróć koło w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.Domyślnie prędkość jest ustawiona na 1500 obrotów na minutę. Obróć pokrętło regulacyjne zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż kamienie się zetkną i delikatnie wlej zawiesinę nanoplastiku wodnego do leja samowyładowczego. Zmniejszać szczelinę w sposób ciągły do skrajni luzu minus 2,0, co odpowiada przesunięciu o minus 0,20 mikrometra od pozycji zerowej po wprowadzeniu gnojowicy.Zbierz gnojowicę, wymieniając wiadra zbiorcze. Gdy poziom napełnienia i wiadra przekroczy 0,5 litra, zbierz i ponownie wprowadź cząstki do młynka od 30 do 60 razy wyższe. Przejścia skutkują mniejszym rozmiarem cząstek.Umyj ujmujące cząstki na zbiorniku za pomocą przygotowanej butelki na wodę DI, aby umożliwić odpowiednie mieszanie gnojowicy podczas przetwarzania. Odzyskaj gnojowicę i mieszaj przez cztery godziny z prędkością 400 obrotów na minutę w temperaturze 25 stopni Celsjusza, aby dobrze się wymieszała, pozwól zawiesinie stać przez 48 godzin, aby się ustabilizowała. Analiza numeryczna ujawniła bimodalny rozkład wielkości cząstek dla nanoplastików produkowanych z obu surowców.Główne populacje cząstek dla nanoplastików z palet P B A T miały około 79 i 530 nanometrów, a odpowiadające im wartości częstości gęstości liczbowej wynosiły odpowiednio 25 i 5%. Z drugiej strony, nanotworzywa sztuczne pochodzące z pianek P B A T miały maksima wielkości na poziomie około 50 i 106 nanometrów z odpowiadającymi im wartościami częstotliwości gęstości liczbowej wynoszącymi odpowiednio 11 i 10%. Wyniki FTIR R dla nanotworzyw sztucznych P B A T wskazują na wyraźny spadek wartości absorbancji między 980 a 1200 centymetrów w odwrotnej kolejności, co odzwierciedla wymywanie składnika skrobi podczas mielenia na mokro.Zgodnie z wcześniejszymi obserwacjami badawczymi, Anton Astner: W przypadku tworzenia mikroplastiku z folii i granulek z tworzywa sztucznego, kriogeniczna obróbka wstępna powoduje kruchość tworzyw sztucznych. Naśladuje wpływ wietrzenia środowiskowego, ale nie idealnie, co pozwala na przyspieszoną defragmentację. Procedura kriomielenia w połączeniu z procesem mielenia na mokro pozwala na przetwarzanie wielu różnych tworzyw sztucznych w celu uzyskania autentycznych mikronanoplastików wykorzystywanych w badaniach środowiskowych.

forming-micro-nano-plastics-from-agricultural-plastic-films-for

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Folie z tworzywa sztucznego oznaczone jako "biodegradowalne" są dostępne na rynku do użytku rolniczego jako ściółki.  Uprawa roli stanowi atrakcyjną metodę utylizacji, ale degradacja w warunkach polowych jest słabo poznana.  Celem pracy było opracowanie metod izolacji rodzimych grzybów glebowych i bakterii, które kolonizują plastikowe folie ściółkowe po zakopaniu w polu.

Izolacja rodzimych mikroorganizmów glebowych z potencjałem do rozkładania biodegradowalnych folii ściółkowych z tworzyw sztucznych stosowanych w rolnictwie

Poniższy protokół opisuje metodologię: pobierania próbek mikroplastiku na powierzchni morza, separacji mikroplastiku i chemicznej identyfikacji cząstek. Protokół ten jest zgodny z zaleceniami dotyczącymi monitorowania mikrodrobin plastiku opublikowanymi przez Podgrupę Techniczną ds. Odpadów Morskich ds. Dyrektywy Ramowej w sprawie Strategii Morskiej.

Protokół pobierania próbek mikrodrobin plastiku z powierzchni morza i analizy próbek

Mikroplastik działa jako wektor potencjalnie toksycznych zanieczyszczeń organicznych o nieprzewidywalnych skutkach. Protokół ten opisuje alternatywną metodologię oceny poziomów pestycydów chloroorganicznych zaadsorbowanych na granulkach z tworzywa sztucznego i identyfikacji struktury chemicznej polimeru. Nacisk kładziony jest na ekstrakcję płynu pod ciśnieniem i spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera o całkowitym współczynniku odbicia.

Ekstrakcja pestycydów chloroorganicznych z granulek tworzyw sztucznych i analiza typu tworzywa sztucznego

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.

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

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

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

Przedstawiona tutaj jest metoda ekstrakcji mikroplastiku z gleby i identyfikacji ich typów polimerów. Metoda została zoptymalizowana pod kątem wykonania, możliwości zastosowania i opłacalności. Stanowi ona naukowe podstawy do standaryzacji metody analitycznej do identyfikacji mikrodrobin plastiku w glebie.

Separacja i identyfikacja konwencjonalnych mikrodrobin plastiku z gleb użytków rolnych

Metoda ilościowego oznaczania mikro- i nanoplastików pochodzących z politereftalanu adypinianu butylenu w glebie za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego jest opisana tutaj. Technika ta stanowi ulepszenie istniejącej metodologii, ponieważ obejmuje kwantyfikację nanoplastików i można ją łatwo dostosować do masowego przetwarzania próbek środowiskowych.

Kwantyfikacja mikro- i nanoplastików na bazie politereftalanu adypinianu butylenu z gleby za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego protonów

Protokół ten przedstawia skalowalną metodę przekształcania odpadów spożywczych w biodegradowalne biotworzywa polihydroksyalkanianowe (PHA). Wykorzystuje zatrzymaną fermentację beztlenową do wstępnej obróbki odpadów spożywczych, halofilową fermentację mikrobiologiczną do biosyntezy PHA oraz wolny od chemikaliów proces dalszy do odzyskiwania PHA.

Skalowalne podejście krok po kroku do zrównoważonej produkcji bioplastiku z odpadów spożywczych

Tutaj przedstawiamy szczegółowy opis pobierania próbek wód gruntowych z otworu wiertniczego do analizy mikroplastików, wykorzystując opatentowany system pobierania próbek opracowany w tym celu. Protokół szczegółowo opisuje metody pobierania próbek mikroplastików z otworów wiertniczych, a także separację i identyfikację chemiczną mikroplastików.

Pobieranie próbek i identyfikacja mikroplastików w wodach gruntowych

Opracowano metodę litografii mikroperforacyjnej w celu wytwarzania wzorów mikro- i submikronowych na powierzchniach górnych, bocznych i dolnych podłoży polimerowych. Pozwala ona pokonać trudności związane z nanoszeniem wzorów na polimery przewodzące oraz tworzeniem wzorów na ściankach bocznych. Metoda ta umożliwia szybkie wytwarzanie wielu elementów i nie wymaga zastosowania agresywnych odczynników chemicznych.

Litografia mikropunczowania w celu generowania wzorów mikro- i submikronowych na podłożach polimerowych

Poznaj metodę formowania mikro- i nanoplastików z rolniczych folii polimerowych przy użyciu mielenia kriogenicznego i mokrego mielenia. Protokół ten umożliwia badaczom przygotowanie materiałów modelowych do badań środowiskowych.

Formowanie mikro- i nanoplastików z rolniczych folii z tworzyw sztucznych do zatrudnienia w badaniach podstawowych

Przeglądaj więcej filmów