Summary
Denna studie detaljerade ett tillförlitligt och kostnadseffektivt protokoll för mikroplast insamling och detektion från daglig användning av plastprodukter.
Abstract
Mikroplaster håller på att bli ett globalt problem på grund av den potentiella risken för människors hälsa. Fallstudier av plastprodukter (dvs. engångsmuggar och vattenkokare av plast) visar att MP-frisättningen vid daglig användning kan vara extremt hög. Att exakt fastställa mp-utsläppsnivån är ett avgörande steg för att identifiera och kvantifiera exponeringskällan och bedöma/kontrollera motsvarande risker som härrör från denna exponering. Även om protokollen för att mäta MP-nivåer i marint eller sötvatten har utvecklats väl, kan de förhållanden som upplevs av hushållsplastprodukter variera kraftigt. Många plastprodukter utsätts för frekventa höga temperaturer (upp till 100 °C) och kyls tillbaka till rumstemperatur under daglig användning. Det är därför mycket viktigt att utveckla ett provtagningsprotokoll som efterliknar det faktiska scenariot för daglig användning för varje enskild produkt. Denna studie fokuserade på allmänt använda polypropylenbaserade nappmatningsflaskor för att utveckla ett kostnadseffektivt protokoll för MP-frisättningsstudier av många plastprodukter. Det protokoll som utvecklats här möjliggör: 1) förebyggande av potentiell kontaminering under provtagning och detektion; 2) Realistiskt genomförande av scenarier för daglig användning och korrekt insamling av parlamentsledamöter som frigörs från nappmatningsflaskor på grundval av WHO:s riktlinjer. och 3) kostnadseffektiv kemisk bestämning och fysisk topografikartläggning av parlamentsledamöter som frigörs från nappmatningsflaskor. Baserat på detta protokoll var återvinningsprocenten med standard polystyren MP (diametern 2 μm) 92,4-101,2% medan den upptäckta storleken var cirka 102,2% av den avsedda storleken. Protokollet som beskrivs här ger en tillförlitlig och kostnadseffektiv metod för MP-provberedning och detektion, vilket avsevärt kan gynna framtida studier av MP-utsläpp från plastprodukter.
Introduction
De flesta typer av plast är icke-biologiskt nedbrytbara men kan brytas ner i små bitar på grund av kemiska och fysiska processer som oxidation och mekanisk friktion1,2. Plastbitar som är mindre än 5 mm klassificeras som mikroplaster (MPs). Parlamentsledamöter är allestädes närvarande och finns i nästan alla hörn i världen. De har blivit ett globalt problem på grund av den potentiella risken för människor och vilda djur3,4. Hittills har betydande ansamlingar av parlamentsledamöter hittats i fisk, fåglar, insekter5,6 samt däggdjur (mus, i tarmen, njure och lever7,8). Studier fann att exponering och ackumulering av parlamentsledamöter kan skada lipidmetabolismen hos möss7,8. En riskbedömning med fokus på fisk fann att sub-mikron MPs kan tränga in i blod-till-hjärnbarriären och orsaka hjärnskador9. Det bör noteras att hittills har alla mp-riskresultat erhållits från djurstudier medan den specifika risken för människors hälsa fortfarande är okänd.
Under de senaste två åren har oron för MP:s hot mot människors hälsa ökat avsevärt i och med bekräftelsen av nivåerna av människors exponering för parlamentsledamöter. Ackumuleringen av parlamentsledamöter har hittats i den mänskligatjocktarmen 10, placentan avgravida kvinnor 11 och vuxen avföring12. En exakt bestämning av MP-utsläppsnivåer är avgörande för att identifiera exponeringskällor, bedöma hälsorisken och utvärdera effektiviteten hos eventuella kontrollåtgärder. Under de senaste åren har vissa fallstudier visat att plast för daglig användning (dvs.plastkannan 13 och engångsmuggarna14) kan frigöra extremt stora mängder parlamentsledamöter. Till exempel engångspapperskoppar (med interiörer laminerade med polyeten-PE- eller copolymerfilmer), släppta cirka 250 mikronstora parlamentsledamöter och 102 miljoner submikronstora partiklar i varje milliliter vätska efter exponering för 85-90 °C varmt vatten14. En studie av polypropylen (PP) livsmedelsbehållare rapporterade att upp till 7,6 mg plastpartiklar frigörs från behållaren under en enda användning15. Ännu högre nivåer registrerades från tepåsar gjorda av polyetentereftalat (PET) och nylon, som släppte ut cirka 11,6 miljarder parlamentsledamöter och 3,1 miljarder parlamentsledamöter i nanostorlek i en enda kopp (10 ml) avdrycken 16. Med tanke på att dessa plastprodukter för daglig användning är utformade för beredning av livsmedel och drycker är det troligt att stora mängder parlamentsledamöter frigörs och att deras konsumtion utgör ett potentiellt hot mot människors hälsa.
Studier om MP-utsläpp från hushållsplastprodukter (dvs. plastkannan13 och engångsmuggar14) är i ett tidigt skede, men det förväntas att detta ämne kommer att få ökad uppmärksamhet från forskare och allmänheten. De metoder som krävs i dessa studier skiljer sig avsevärt från dem som används i havs- eller sötvattenstudier i rumstemperatur där väletablerade protokoll redan finns17. Däremot innebär studier som inbegriper daglig användning av hushållsplastprodukter mycket högre temperatur (upp till 100 °C), med i många fall upprepad cykling tillbaka till rumstemperatur. Tidigare studier påpekade att plast i kontakt med varmt vatten kan frigöra miljontals parlamentsledamöter16,18. Dessutom kan den dagliga användningen av plastprodukter med tiden ändra egenskaperna hos själva plasten. Det är därför viktigt att utveckla ett provtagningsprotokoll som korrekt efterliknar de vanligaste scenarierna för daglig användning. Detektion av mikrostora partiklar är en annan stor utmaning. Tidigare studier påpekade att parlamentsledamöter utsläpp från plastprodukter är mindre än 20 μm16,19,20. Detektion av dessa typer av parlamentsledamöter kräver användning av släta membranfilter med liten porstorlek. Dessutom är det nödvändigt att skilja parlamentsledamöter från eventuella föroreningar som fångas upp av filtret. Hög känslighet Raman spektroskopi används för kemisk sammansättning analys, vilket har fördelen att undvika behovet av hög laserkraft som är känd för att enkelt förstöra små partiklar20. Därför måste protokollet kombinera kontamineringsfria hanteringsförfaranden med användning av optimala membranfilter och för en karakteriseringsmetod som möjliggör snabb och exakt MP-identifiering.
Studien som rapporterades här fokuserade på den PP-baserade babymatningsflaskan (BFB), en av de vanligaste plastprodukterna i det dagliga livet. Det konstaterades att ett stort antal parlamentsledamöter släpps ut från plast BFB under formelberedning18. För vidare studier av MP-utsläpp från daglig plast beskrivs provberednings- och detektionsmetoden för BFB här. Under provberedningen följdes den standardformelberedningsprocess (rengöring, sterilisering och blandning) som rekommenderas av WHO21 noggrant. Genom att utforma protokollen kring WHO:s riktlinjer såg vi till att MP-utgåvan från BFBs efterliknade den förberedelseprocess för modersmjölksersättning som används av föräldrar. Filterprocessen utformades för att noggrant samla in de parlamentsledamöter som släpptes från BFBs. För kemisk identifiering av parlamentsledamöter optimerades arbetsförhållandena för Ramans spektroskopi för att erhålla rena och lättidentifierade spektra av parlamentsledamöter, samtidigt som man undvek möjligheten att bränna målpartiklarna. Slutligen utvecklades det optimala testförfarandet och den applicerade kraften för att möjliggöra noggrann 3-dimensionell topografikartläggning av parlamentsledamöter med hjälp av atomkraftmikroskopi (AFM). Protokollet (figur 1) som beskrivs här ger en tillförlitlig och kostnadseffektiv metod för beredning och detektion av MP-prover, vilket avsevärt kan gynna framtida studier av plastprodukter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Beredning av varmt vatten
- För all hårdvara som kommer i kontakt med proverna, använd rent glas av borosilikat 3.3 för att förhindra eventuell förorening. Rengör allt glas noggrant.
Varning: Befintliga repor eller ofullkomlighetsfläckar på glas kan frigöra partiklar under uppvärmnings- och skakningsprocessen. Vi föreslår att användare kontrollerar glaset och undviker användning av det repade glaset. Vår jämförelse av glas av olika glas (såsom soda-lime och borosilikat) visade att borosilikat 3.3 släpper ut den lägsta mängden glaspartiklar (kan screenas för av Raman spektroskopi), och vi rekommenderar användning av borosilikat 3.3 glas i alla tester. - Häll 360 ml DI-vatten i en glasbägare. Täck bägaren med en ren glasskiva. Flytta den sedan till en helt ny mikrovågsugn och värm i 2,5 minuter med full ugnseffekt. Efter att försiktigt ha skakat för att avlägsna eventuella temperaturgradienter på grund av ojämn uppvärmning är temperaturen på vattnet inuti bägaren 70 °C och redo för provberedning.
- Förbered 95 °C vatten för BFB-sterilisering genom att hälla 1 L DI-vatten i glas och värme i en mikrovågsugn i 14 minuter.
Varning: Använd aldrig vattenkokare i plast för att förbereda varmt vatten. Själva plastkannan släpper ut miljontals parlamentsledamöter i det varma vattnet under kokningsprocessen13.
2. MP-frisättning under formelberedning
OBS: Noggrant efter den standardbehandlingsprocess (rengöring, sterilisering och blandning) som rekommenderas av WHO21,efterliknas de parlamentsledamöter som frigörs från BFB under formelberedningen i följande 3 steg.
- Samla helt nya BFB-produkter från apoteksbutiker och rengör dem noggrant efter att ha tagit bort produkten från förpackningen. Tvätta varje BFB med tvättmedelsvatten (upprepa 3 gånger vid rumstemperatur-RT) och destillerat vatten (upprepas 3 gånger, RT). Skölj slutligen BFB 3 gånger med DI-vatten på RT.
Varning: Rengör inte BFB med ultraljudsbehandling. Även om ultraljudsbehandling används ofta i laboratorier för blandning och rengöring, ultraljudsbehandling av BFB kan allvarligt skada flaskytan och orsaka MP release från PP produkter inom 1 minut. - Blötlägg BFB i 95 °C DI-vatten (avsnitt 1.3) för att sterilisera flaskan. För att undvika BFB:s flytande, tryck något på utsidan av BFB med en pincett i rostfritt stål och se till att hela flaskkroppen sänks ned i vattnet.
- Efter 5 minuter, ta ut flaskan och flytta den till en ren glasskiva. Under det lufttorkande steget, vänd flaskan på glasskivan tills det inte finns några bevis på droppar.
- Häll 180 ml varmt DI-vatten (70 °C, från avsnitt 1.2, motsvarande WHO:s riktlinjer) i den lufttorkade flaskan. Täck sedan flaskan omedelbart med en petriskål i glas och lägg den i en skakig säng.
- Om du vill simulera formelblandningsprocessen skakar du flaskan med en hastighet av 180 varv/min i 60 sekunder. Efter skakningar, flytta flaskan till en ren glasplatta och låt den svalna.
3. Provberedning för identifiering och kvantifiering av mp
- Sonicate och skölj noggrant alla delar av glasfiltret (diameter på 25 mm, glastratt, fritted glasstödbas och mottagarkolv) med DI-vatten.
- Placera en bit guldbelagd polykarbonat-PC-membranfilter (porstorlek på 0,8 μm, Au-beläggningsskikttjocklek på 40 nm) i mitten av glasbasen.
- Montera glastratten och den rostfria klämman för att fixera membranfiltret. Anslut slutligen det monterade glasfiltret till en vakuumpump (bild 2).
Varning: För att säkerställa att membranet smidigt fastnar på glasbasens yta är det viktigt att hålla glasbasen våt. Vid behov ska 1-2 droppar DI-vatten släppas på glasbasens yta innan membranfiltret placeras ner.
- Blanda försiktigt det kylda vattenprovet i BFB (från avsnitt 2.3) och överför sedan en viss mängd av vattenprovet till glastratten med en glaspipett. Slå på vakuumpumpen så att vattenprovet kan filtreras långsamt genom membranfiltret.
- Efter filtrering, tvätta glastrattens inre med DI-vatten för att säkerställa att det inte finns några partiklar som fastnar på tratten.
Varning: För att undvika överlappning av partiklarna på membranfiltrets yta är det viktigt att noggrant välja rätt volym vatten som passerar genom filtret. BFB släpper ut ett stort antal partiklar, så att 3-5 membranfilter behövs för att filtrera hela volymen av vattenprovet.
- Efter filtrering, tvätta glastrattens inre med DI-vatten för att säkerställa att det inte finns några partiklar som fastnar på tratten.
- Koppla bort vakuumpumpen och demontera glasfiltret. Ta sedan försiktigt ut membranfiltret med en pincett i rostfritt stål och flytta det till ett rent täckglas. Fixera membranfiltret på täckglaset med en liten papperstejp. Förvara omedelbart provet i en ren petriskål i glas.
4. Provberedning för AFM topografi karakterisering
- Förbered en ren kiselskiva. Släpp ett vattenprov på 50 μL (från avsnitt 2.3) på silikonskivans yta och torka det i en ugn vid en temperatur av cirka 103 °C. Upprepa denna process om MP-nivån i vattenprovet är låg.
- Efter 1 timmes torkning, flytta skivan till en ren petriskål i glas och låt den svalna i en försickring.
- När skivan har svalnat, förvara provet i en torr och ren glas petriskål.
5. Identifiering och kvantifiering av MP med Ramans spektroskopi
- Kalibrera Raman-systemet med en nollorderkorrigering och en kiselskiva. Se till att kiselskivans toppläge ligger på 520,7 cm-1 och att toppintensiteten är högre än 6000 a.u. när laserintensiteten är 100%.
- Ställ in ramansystemets parametrar för att få mp-spektra med hög signal till brus samtidigt som man undviker förbränning av parlamentsledamöter. Ställ in systemet enligt följande: 532 nm excitationslaser, ta bort kosmisk stråle, laserintensitet på 10% (lasereffekt på 0,18 mW), spektralupplösning på 1,5 cm-1,exponeringstid på 10-20 sekunder, ackumuleringar på 10-40 gånger och spektralområde på 200-3200 cm-1. Figur 3 visade typiska spektra av parlamentsledamöter med ackumuleringstider från 1 s till 400 s.
Varning: Testa inte partiklar med 100% laser direkt för att undvika snabbförbränning (kan brännas på 1 minut om partikeln är liten). Använd låg intensitet (10-50%) för att genomföra testet först. - Placera filterprovet (från avsnitt 3.3) i mitten av Ramanprovet. Välj fyra representativa fläckar (2 fläckar finns i mittområdet medan andra 2 platser ligger nära arbetsområdets kant, figur 3C)på membranfiltret för att utföra testet (total testyta cirka 1,5 mm2).
- Observera och fotografera partiklarna på membranfiltrets yta med hjälp av ett optiskt mikroskop (100x) följt av kemisk identifiering med Raman-spektroskopi.
- Jämför Ramanspektrumet som erhållits med referensstandardpolymerspektrat (från bulkmaterial från BFB och tidigare publikation22).
- Bestäm partiklarnas kemiska egenskap med hjälp av de intensiva topparna i intervallet 2780-2980, 1400-1640 och 709-850 cm-1, motsvarande sträckvibrationerna hos CH/CH2/CH3- och C-C-grupper associerade med polymermaterial (figur 3).
- Analysera storleken och kvantiteten på de identifierade parlamentsledamöterna med ImageJ.
- Erhåll MPs-koncentrationen i vattenprovet baserat på det testade området, den totala arbetsytan (227 mm2)och den kända filtrerade provvolymen.
- Klassificera de bekräftade parlamentsledamöterna i 5 grupper när det gäller storlek: 0,8-5 μm, 5-20 μm, 20-50 μm, 50-100 μm och > 100 μm.
- Slutligen bestämmer du parlamentsledamöternas kvantitet i en liter vattenprov baserat på den filtrerade provvolymen, antalet parlamentsledamöter som registrerats och testats i membranfiltret.
6. MP topografisk karakterisering med AFM
- Utrusta AFM-systemet (NT-MDT) med en avsökning i gängläge. Kalibrera systemet med hjälp av en steghöjdsstandard (SHS). Ställ in systemet under optimala arbetsförhållanden: skanningshastigheten är 1 Hz, skanningsstorleken är 10-50 μm, inställningsfrekvensen är cirka 160 kHz och skanningslinjen är 512 pixlar.
- Fäst kiselskivan (från avsnitt 4.3) på AFM-provstadiet. Observera och fotografera målpartiklarna på kiselskivans yta, följt av kemisk identifiering med hjälp av metoden i avsnitt 5.
- Växla systemet till AFM-läge (Raman-spektroskopin och AFM monteras i ett system) och testa topografin hos identifierade parlamentsledamöter.
- Analysera 3d-data med Gwyddion 2.54-programvaran. Använd alternativet för profil för att erhålla partikeldimensionerna och medelhöjderna medan 3D-vyn för att få 3D-struktur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
För att validera detta protokoll utarbetades vattenprovet genom att tillsätta standardmikroplastiska sfärer av polystyren (en diameter på 2,0 ± 0,1 μm) till DI-vatten. Mp-kvantiteten motsvarade 4 500 000 partiklar/L, vilket liknar MP-utsläppsnivån från BFB. Efter protokollavsnitten 2–3 samlades parlamentsledamöterna in framgångsrikt (figur 4A) och återvinningsgraden var 92,4–101,2 %. Denna återhämtningsgrad kan jämföras med en tidigare studie om parlamentsledamöter23. Med ImageJ var den detekterade diametern för standard-parlamentsledamöter 2,04±0,08 μm (där ± representerar standardfel av medelvärdet), vilket är cirka 102,2% av den konstruerade storleken (2,0 ± 0,1 μm). Under tiden testades också den potentiella störningen från andra typer av parlamentsledamöter, såsom offentlig-privata partnerskap och PE, men ingen hittades i dessa vanliga PS-vattenprover. Därför undviker det utvecklade protokollet kontaminering och är ett tillförlitligt test av MP-utsläpp från BFBs.
Detta protokoll användes för att testa MP-utgåvan från åtta populära BFB-produkter. Figur 4B visade de typiska parlamentsledamöterna som samlats in på membranfiltrets yta. Under den kemiska bestämningen med Raman-spektroskopi (figur 3) blev topparna i intervallet 2830-2970 cm-1 mer och mer signifikanta med den ökade ackumuleringstiden. Dessa toppar återspeglar sträckvibrationerna hos CH/CH2/CH3-grupper, som kan användas för att identifiera parlamentsledamöter. Ett stort antal parlamentsledamöter frigavs under användningen av BFB. Parlamentsledamöternas nivåer varierade från 1,31 miljoner till 16,20 miljoner partiklar per liter (figur 5). Detta resultat är 3-5 storleksordningar högre än de tidigare rapporterade nivåerna av parlamentsledamöter i dricksvatten24. Det är uppenbart att barnen sannolikt upplever höga nivåer av parlamentsledamöternas exponering.
Figur 6 visar de typiska topografikartorna för parlamentsledamöter som registrerats med hjälp av protokollavsnitten 1, 2, 4 och 6. För stora parlamentsledamöter på cirka 8 μm i sidled (P1 i figur 6)är den genomsnittliga tjockleken 0,82 μm. För mindre parlamentsledamöter med en sidledes storlek på cirka 3 μm (P2 i figur 6)är tjockleken nära 0,25 μm. I allmänhet är tjockleken på de parlamentsledamöter som frigörs från BFB ungefär en tiondel av sidostorleken. Det märks också att parlamentsledamöternas ytstruktur är rik på nanostora stötar och dalar, vilket avsevärt kan öka deras absorptionskapacitet. Tidigare studier visade att parlamentsledamöter är effektiva bärare av föroreningar, såsom bekämpningsmedel25,26. Parlamentsledamöternas observerade topografi som finns här är sannolikt en viktig bidragande orsak till parlamentsledamöternas höga bärförmåga.
Bild 1:Diagrammet över provberedning och test. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2:Montering av glasfiltret och pumpen. 2-monterat glasfilter; 3-glas överföringspipett; 4-vakuumpump; 5- ömsesidig skakapparat. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 3:Typiskt Raman-spektra för MPs-bestämning. (A) Raman-spektrat av en bulkbit från BFB, membranfilter respektive MPs på membranfiltret. (B) Raman-spektrat hos en potentiell parlamentsledamot med olika förvärvstid (1 s, 10 s, 100 s, 400 s). c) De representativa fläckar som testats. Filtermembranets totala diameter är 25 mm i diameter med en verklig arbetsyta med diametern 17 mm. De fyra vita lådorna indikerar fullständiga representativa fläckar för Raman-testning. 2 platser är i mittenområdet medan de andra 2 platserna ligger nära kanten av arbetsområdet. Totalt är den testade ytan på de fyra fläckarna 1,5 mm2. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 4:Typisk optisk bild av standard PS-parlamentsledamöter respektive parlamentsledamöter som släpps från BFB. a) Den optiska bilden av standard-PS-parlamentsledamöter. Partikeln inuti den röda lådan bekräftades som typisk PS MP. (B) Den optiska bilden av MP-frisättning från BFB. Partikeln inuti den röda lådan bekräftades som en typisk MP. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 5: Antal riksdagsledamöter som släppts ut från BFB-produkter av plast. Felfältet anger standardfelet för medelvärdet. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Bild 6:Typisk 3D-bild av MPs release från BFB. (A) AFM-bild av typiska MPs release från BFB. (B) Extraherade tvärsnittsprofiler av parlamentsledamöterna. (C) Den 3D-topografiska bilden av de frisläppta parlamentsledamöterna.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Även om studien av parlamentsledamöter i havs- och sötvatten har rapporterats allmänt och det relevanta standardprotokollet har utvecklats17,är studien av plastprodukter för daglig användning ett viktigt framväxande forskningsområde. De olika miljöförhållanden som hushållens plastprodukter upplevs innebär att det behövs extra omsorg och insatser för att uppnå tillförlitliga resultat. Studieprotokollet måste överensstämma med de verkliga scenarierna för daglig användning. Till exempel används ultraljudsbehandling ofta i labbtester för att rengöra prover. Det konstaterades dock att 1 minuters ultraljudsbehandling kan allvarligt skada BFB: s yta, vilket resulterar i nivåer av MP släppa en storleksordning högre. Liknande polymerbrott på grund av ultraljudsbehandling rapporterades också tidigare27, vilket indikerar att ultraljudsbehandling inte är en lämplig rengöringsmetod för plast prov beredning i MP studier.
Dessutom måste potentiella kontamineringskällor identifieras och elimineras. Vattenkokare används ofta för att förbereda varmt vatten, vilket är nödvändigt för BFB-testet. En enda böld kan dock generera upp till 30 miljoner partiklar per liter i en plastkittel13. Mikrovågsugnar är en kontaktfri metod för att förbereda varmt vatten när man är noga med att eliminera lokal uppvärmning. För filtrering rekommenderas en glasöverföringspipett snarare än plastpipetten (vanligtvis gjord av PP). För helt nya pp-produkter har det rapporterats att en stor mängd parlamentsledamöter är fästa vid ytan på grund av tillverkningsprocessen 15, så man måste vara noga med att rengöra alla produkter ordentligt innan testningen börjar. Sammanfattningsvis måste forskaren vara vaksam för att undvika alla förfaranden som kan påverka de uppmätta nivåerna av MP-utsläpp från BFB negativt.
Det bör noteras att protokollet inte kan ta hänsyn till alla typer av MP-frisättning. På grund av användningen av ett filter med en porstorlek på 0,8 μm ligger nanopartiklar som är mindre än 0,8 μm utanför tillämpningsområdet för denna metod. Dessutom kanske enskilda föräldrar inte följer WHO:s riktlinjer som protokollet bygger på, så att parlamentsledamöternas nivå i den förberedda formeln i verkligheten kan vara betydligt annorlunda än den som rapporteras här.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja. Presentationen av materialet i denna publikation innebär inte att Trinity College Dublin har uttryckt något som helst yttrande om specifika företag eller vissa tillverkares produkter och innebär inte att de får stöd, rekommenderas, kritiseras eller på annat sätt av Trinity College Dublin i stället för andra av liknande karaktär. Fel och utelämnanden undantagna. Alla rimliga försiktighetsåtgärder har vidtagits för att kontrollera informationen i denna publikation. Det publicerade materialet distribueras dock utan garanti av något slag, vare sig uttryckt eller underförstått. Ansvaret för tolkningen och användningen av materialet ligger hos läsaren. Trinity College Dublin ska under inga omständigheter hållas ansvarigt för skador som uppstår till följd av dess användning.
Acknowledgments
Författarna uppskattar Enterprise Ireland (bidragsnummer CF20180870) och Science Foundation Ireland (bidragsnummer: 20/FIP/PL/8733, 12/RC/2278_P2 och 16/IA/4462) för ekonomiskt stöd. Vi erkänner också ekonomiskt stöd från School of Engineering Scholarship vid Trinity College Dublin och China Scholarship Council (201506210089 and 201608300005). Dessutom uppskattar vi den professionella hjälpen från prof. Sarah Mc Cormack och teknikerteam (David A. McAulay, Mary O'Shea, Patrick L.K. Veale, Robert Fitzpatrick och Mark Gilligan etc.) från Trinity Civil, Structural and Environmental Department och AMBER Research Centre.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| AFM cantilever | NANOSENSORS | PPP-NCSTAuD-10 | To obtain three-dimensional topography of PP MPs |
| Atomic force microscope | Nova | NT-MDT | To obtain three-dimensional topography of PP MPs |
| Detergent | Fairy Original | 1015054 | To clean the brand-new product |
| Gold-coated polycarbonate-PC membrane filter-0.8 um | APC, Germany | 0.8um25mmGold | To collect microplastics in water and benefit for Raman test |
| Gwyddion software | Gwyddion | Gwyddion2.54 | To determine MPs topography |
| ImageJ software | US National Institutes of Health | No, free for use | To determine MPs size |
| Microwave oven | De'longhi, Italy | 815/1195 | Hot water preparation |
| Optical microscope, x100 | Mitutoyo, Japan | 46-147 | To find and observe the small MPs |
| Raman spectroscopy | Renishaw | InVia confocal Raman system | To checmically determine the PP-MPs |
| Shaking bed-SSL2 | Stuart, UK | 51900-64 | To mimic the mixing process during sample preparaton |
| Standard polystyrene microplastic spheres | Polysciences, Europe | 64050-15 | To validate the robusty of current protocol |
| Tansfer pipette with glass tip | Macro, Brand | 26200 | To transfer water sample to glass filter |
| Ultrasonic cleaner | Witeg, Germany | DH.WUC.D06H | To clean the glassware |
| Vacuum pump | ILMVAC GmbH | 105697 | To filter the water sample |
References
- Law, K. L., Thompson, R. C.
- Thompson, R. C., et al. Lost at sea: where is all the plastic. Science. 304 (5672), 838 (2004).
- Coburn, C. Microplastics and gastrointestinal health: how big is the problem. The Lancet Gastroenterology & Hepatology. 4 (12), 907 (2019).
- The Lancet Planetary Health. Microplastics and human health-an urgent problem. The Lancet Planetary Health. 1 (7), 254 (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Ibrahim, Y. S., et al. Detection of microplastics in human colectomy specimens. JGH Open. , (2021).
- Ragusa, A., et al. Plasticenta: First evidence of microplastics in human placenta. Environment International. 146, 106274 (2021).
- Schwabl, P., et al. Detection of various microplastics in human stool: a prospective case Series. Annals of Internal Medicine. 171 (7), 453-457 (2019).
- 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).
- 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).
- Fadare, O. O., Wan, B., Guo, L. -H., Zhao, L. Microplastics from consumer plastic food containers: Are we consuming it. Chemosphere. 253, 126787 (2020).
- Hernandez, L. M., et al. Plastic teabags release billions of microparticles and nanoparticles into tea. Environmental Science & Technology. 53 (21), 12300-12310 (2019).
- Frias, J., et al. Standardised protocol for monitoring microplastics in sediments. Deliverable 4.2. , (2018).
- Li, D., et al. Microplastic release from the degradation of polypropylene feeding bottles during infant formula preparation. Nature Food. , (2020).
- 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).
- Oßmann, B. E., et al. Small-sized microplastics and pigmented particles in bottled mineral water. Water Research. 141, 307-316 (2018).
- World Health Organization. How to prepare formula for bottle-feeding at home. World Health Organization. , (2007).
- Käppler, A., et al. Analysis of environmental microplastics by vibrational microspectroscopy: FTIR, Raman or both. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 408 (29), 8377-8391 (2016).
- 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).
- World Health Organization.
- 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).
- Gong, W., et al. Comparative analysis on the sorption kinetics and isotherms of fipronil on nondegradable and biodegradable microplastics. Environmental Pollution. 254, 112927 (2019).
- 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).
