Summary
В этом исследовании подробно описан надежный и экономически эффективный протокол сбора и обнаружения микропластика при ежедневном использовании пластиковых изделий.
Abstract
Микропластики (депутаты) становятся глобальной проблемой из-за потенциального риска для здоровья человека. Тематические исследования пластиковых изделий (т.е. пластиковых одноразовых стаканчиков и чайников) показывают, что выброс МП при ежедневном использовании может быть чрезвычайно высоким. Точное определение уровня высвобождения МП является важнейшим шагом для выявления и количественной оценки источника воздействия и оценки/контроля соответствующих рисков, связанных с этим воздействием. Хотя протоколы измерения уровней МП в морской или пресной воде были хорошо разработаны, условия, с которыми сталкиваются бытовые пластиковые изделия, могут широко варьироваться. Многие пластиковые изделия подвергаются воздействию частых высоких температур (до 100 °C) и охлаждаются до комнатной температуры во время ежедневного использования. Поэтому крайне важно разработать протокол выборки, который имитирует фактический сценарий ежедневного использования для каждого конкретного продукта. Это исследование было сосредоточено на широко используемых бутылочках для кормления детей на основе полипропилена для разработки экономически эффективного протокола для исследований высвобождения MP многих пластиковых изделий. Разработанный здесь протокол позволяет: 1) предотвращать потенциальное загрязнение во время отбора проб и обнаружения; 2) реалистичная реализация сценариев ежедневного использования и точный сбор депутатов, освобожденных из бутылочек для кормления детей, на основе руководящих принципов ВОЗ; и 3) экономически эффективное химическое определение и физическое топографическое картирование депутатов, освобожденных из бутылочек для кормления детей. Основываясь на этом протоколе, процент извлечения с использованием стандартного полистирола MP (диаметр 2 мкм) составил 92,4-101,2%, в то время как обнаруженный размер составил около 102,2% от проектного размера. Протокол, подробно описанный здесь, обеспечивает надежный и экономически эффективный метод подготовки и обнаружения образцов МП, который может существенно повызть будущие исследования высвобождения МП из пластмассовых изделий.
Introduction
Большинство типов пластмасс не поддаются биоразлагаемости, но могут распадаться на мелкие кусочки из-за химических и физических процессов, таких как окисление и механическое трение1,2. Пластиковые куски размером менее 5 мм классифицируются как микропластик (MPs). Депутаты вездесущи и встречаются почти в каждом уголке мира. Они стали глобальной проблемой из-за потенциального риска для человека и дикой природы3,4. На сегодняшний день значительные скопления депутатов обнаружены у рыб, птиц, насекомых5,6, а также млекопитающих (мыши, в кишечнике, почках и печени7,8). Исследования показали, что воздействие и накопление МП может повредить липидный обмен мышей7,8. Оценка риска, сосредоточенная на рыбе, показала, что субмикронный депутат может проникать через гематоэнцефалический барьер и вызывать повреждение головногомозга9. Следует отметить, что на сегодняшний день все результаты по риску МП были получены из исследований на животных, в то время как конкретный риск для здоровья человека до сих пор неизвестен.
За последние 2 года опасения по поводу угрозы МП здоровью человека существенно возросли с подтверждением уровней воздействия на человека депутатов. Скопление депутатов было обнаружено в толстой кишке человека10,плаценте беременных женщин11 и взрослом стуле12. Точное определение уровней высвобождения МП имеет решающее значение для выявления источников воздействия, оценки риска для здоровья и оценки эффективности любых потенциальных мер контроля. В последние несколько лет некоторые тематические исследования показали, что пластик ежедневного использования (т.е. пластиковый чайник13 и одноразовые чашки14)может высвобождать чрезвычайно большое количество депутатов. Например, одноразовые бумажные стаканчики (с интерьерами, ламинированными полиэтилен-ПЭ или сополимерными пленками) выпускали примерно 250 микрон размером МП и 102 миллиона частиц субмикронным размером в каждый миллилитр жидкости после воздействия горячей воды 85-90 °C14. Исследование полипропиленовых (ПП) пищевых контейнеров показало, что до 7,6 мг пластиковых частиц высвобождается из контейнера во время однократного использования15. Еще более высокие уровни были зарегистрированы из чайных пакетиков, изготовленных из полиэтилентерефталата (ПЭТ) и нейлона, которые выпустили примерно 11,6 миллиарда депутатов и 3,1 миллиарда наноразмерных депутатов в одну чашку (10 мл) напитка16. Учитывая, что эти пластиковые изделия повседневного использования предназначены для приготовления продуктов питания и напитков, вероятно высвобождение большого количества депутатов, а их потребление является потенциальной угрозой для здоровья человека.
Исследования по выпуску MP из бытовых пластиковых изделий (т.е. пластикового чайника13 и одноразовых стаканчиков14)находятся на ранней стадии, но ожидается, что эта тема будет получать все большее внимание со стороны исследователей и широкой общественности. Методы, требуемые в этих исследованиях, значительно отличаются от методов, используемых в морских или пресноводных исследованиях комнатной температуры, где уже существуют устоявшиеся протоколы17. Напротив, исследования, связанные с ежедневным использованием бытовых пластиковых изделий, включают гораздо более высокую температуру (до 100 ° C), причем во многих случаях повторяется циклическое возвращение к комнатной температуре. Предыдущие исследования указывали на то, что пластмассы, контактии с горячей водой, могут освободить миллионы депутатов16,18. Кроме того, ежедневное использование пластиковых изделий может со временем изменить свойства самого пластика. Поэтому крайне важно разработать протокол выборки, который точно имитирует наиболее распространенные сценарии ежедневного использования. Обнаружение частиц микроразмера является еще одной серьезной проблемой. Предыдущие исследования указывали на то, что выпуск депутатов из пластиковых изделий меньше 20 мкм16,19,20. Обнаружение этих типов МП требует использования гладких мембранных фильтров с небольшим размером пор. Кроме того, необходимо отличать депутатов от возможных загрязняющих веществ, улавливаемых фильтром. Высокочувствительная рамановская спектроскопия используется для анализа химического состава, что имеет то преимущество, что позволяет избежать необходимости в высокой мощности лазера, который, как известно, легко разрушает мелкие частицы20. Следовательно, протокол должен сочетать процедуры обработки без загрязнения с использованием оптимальных мембранных фильтров и для метода характеризации, который позволяет быстро и точно идентифицировать MP.
Исследование, о котором сообщалось здесь, было сосредоточено на бутылочке для кормления ребенка на основе PP (BFB), одном из наиболее часто используемых пластиковых продуктов в повседневной жизни. Было установлено, что большое количество депутатов высвобождается из пластика BFB во время приготовления формулы18. Для дальнейшего изучения высвобождения МП из ежедневных пластмасс, метод подготовки и обнаружения образцов для BFB подробно описан здесь. Во время подготовки образцов тщательно соблюдался стандартный процесс приготовления формул (очистка, стерилизация и смешивание), рекомендованный ВОЗ21. Разработав протоколы вокруг руководящих принципов ВОЗ, мы обеспечили, чтобы выпуск MP из BFF имитировал процесс приготовления детской смеси, используемый родителями. Процесс фильтрации был разработан для точного сбора депутатов, освобожденных от BBF. Для химической идентификации депутатов условия работы рамановской спектроскопии были оптимизированы для получения чистых и легко идентифицируемых спектров депутатов, в то же время избегая возможности сжигания целевых частиц. Наконец, была разработана оптимальная процедура испытаний и приложенная сила, позволяющая точно 3-мерное топографическое картографирование МП с использованием атомно-силовой микроскопии (АСМ). Протокол(рисунок 1),подробно описанный здесь, обеспечивает надежный и экономически эффективный метод подготовки и обнаружения образцов MP, который может существенно принести пользу будущим исследованиям пластиковых изделий.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Подготовка горячей воды
- Для всего оборудования, которое вступает в контакт с образцами, используйте чистое стекло из боросиликатов 3.3, чтобы предотвратить любое потенциальное загрязнение. Тщательно очистите всю стеклянную посуду.
Внимание:Ранее существовавшие царапины или пятна несовершенства на стеклянной посуде могут выделять частицы во время процесса нагрева и встряхивания. Мы предлагаем пользователям проверять стеклянную посуду и избегать использования поцарапанной стеклянной посуды. Наше сравнение стеклянной посуды из разных стекол (таких как насто-известковый и боросиликатный) показало, что боросиликат 3,3 выделяет наименьшее количество частиц стекла (может быть проверено рамановской спектроскопией), и мы рекомендуем использовать боросиликат 3,3 стеклянную посуду во всех тестах. - Налейте 360 мл воды DI в стеклянный стакан. Накройте стакан чистым стеклянным диском. Затем переместите его в совершенно новую микроволновую печь и нагревайте в течение 2,5 минут на полной мощности духовки. После осторожного встряхивания для удаления любых потенциальных температурных градиентов из-за неравномерного нагрева, температура воды внутри яка составляет 70 °C и готова к пробоподготовке.
- Подготовьте воду 95 °C для стерилизации BFB, налив 1 л воды DI в стеклянную посуду и нагревая в микроволновой печи в течение 14 минут.
Внимание:Никогда не используйте пластиковые чайники для приготовления горячей воды. Сам пластиковый чайник выпускает миллионы депутатов в горячую воду во время процесса кипячения13.
2. Высвобождение MP во время подготовки формулы
ПРИМЕЧАНИЕ: Тщательно следуя стандартному процессу приготовления формулы (очистка, стерилизация и смешивание), рекомендованномуВОЗ 21,МП, освобожденные от БФБ во время приготовления формулы, имитируются в следующие 3 этапа.
- Собирайте совершенно новые продукты BFB из аптечных магазинов и тщательно очищайте их после извлечения продукта из упаковки. Мойте каждый BFB с использованием моющего средства (повторите 3 раза при комнатной температуре - RT) и дистиллированной воды (повторите 3 раза, RT). Наконец, промойте BFB 3 раза, используя воду DI на RT.
Внимание:Не очищайте BFB с помощью ультразвука. Хотя обработка ультразвуком широко используется в лабораториях для смешивания и очистки, обработка ультразвуком BFB может серьезно повредить поверхность бутылки и вызвать высвобождение MP из продуктов PP в течение 1 минуты. - Замочите BFB в воде DI 95 °C (раздел 1.3) для стерилизации бутылки. Чтобы избежать плавания BFB, слегка прижмите внешний вид BFB с помощью пинцетка из нержавеющей стали и убедитесь, что весь корпус бутылки погружается в воду.
- Через 5 минут выньте бутылку и переместите ее на чистый стеклянный диск. Во время этапа воздушной сушки переверняйте бутылку на стеклянном диске до тех пор, пока не попадут следы капель.
- Налейте 180 мл горячей воды DI (70 °C, из раздела 1.2, соответствующей руководящим принципам ВОЗ) в высушенную на воздухе бутылку. Затем сразу же накройте бутылку стеклянной чашкой Петри и поместите ее в трясущуюся кровать.
- Чтобы смоделировать процесс смешивания формул, встряхните бутылку со скоростью 180 об/мин в течение 60 секунд. После встряхивания переместите бутылку на чистую стеклянную тарелку и дайте ей остыть.
3. Пробоподготовка для идентификации и количественной оценки МП
- Процедите и тщательно промойте все части стеклянного фильтра (диаметр 25 мм, стеклянная воронка, вымытое стеклянное опорное основание и колба приемника) с помощью воды DI.
- Поместите кусок мембранного поликарбонатного фильтра PC с золотым покрытием (размер пор 0,8 мкм, толщина слоя покрытия Au 40 нм) в середину стеклянной основы.
- Соберите стеклянную воронку и зажим из нержавеющей стали для фиксации мембранного фильтра. Наконец, подключите собранный стеклянный фильтр к вакуум-насосу(рисунок 2).
Внимание:Чтобы убедиться, что мембрана плавно прилипает к поверхности стеклянного основания, важно держать стеклянную основу влажной. При необходимости 1-2 капли воды DI следует опустить на поверхность стеклянного основания перед размещением мембранного фильтра.
- Осторожно перемешайте образец охлаждаемой воды в BFB (из раздела 2.3), а затем переложите определенное количество образца воды в стеклянную воронку с помощью стеклянной пипетки. Включите вакуумный насос, чтобы образец воды медленно фильтровывался через мембранный фильтр.
- После фильтрации промыть внутреннюю часть стеклянной воронки водой DI, чтобы убедиться, что на воронке нет частиц.
Внимание:Чтобы избежать перекрытия частиц на поверхности мембранного фильтра, важно тщательно выбирать правильный объем воды, который пропускается через фильтр. БФБ выделяют большое количество частиц, так что для фильтрации всего объема образца воды требуется 3-5 мембранных фильтров.
- После фильтрации промыть внутреннюю часть стеклянной воронки водой DI, чтобы убедиться, что на воронке нет частиц.
- Отсоедините вакуумный насос и разберите стеклянный фильтр. Затем осторожно выньте мембранный фильтр с помощью пинцетира из нержавеющей стали и переместите его на чистое покровное стекло. Закрепите мембранный фильтр на покровном стекле с помощью небольшого кусочка бумажной ленты. Немедленно храните образец в чистой стеклянной чашке Петри.
4. Пробоподготовка для характеристик топографии АСМ
- Приготовьте чистую силиконовую пластину. Опустите образец воды объемом 50 мкл (из раздела 2.3) на поверхность кремниевой пластины и высушите его в духовке при температуре около 103 °C. Повторите эту обработку, если уровень MP в образце воды низкий.
- После 1 часа сушки переместите пластину в чистую стеклянную чашку Петри и дайте ей остыть в осушителях.
- После того, как пластина остынет, храните образец в сухой и чистой стеклянной чашке Петри.
5. Идентификация и количественная оценка МП с помощью рамановой спектроскопии
- Калибровка рамановской системы с помощью коррекции нулевого порядка и кремниевой пластины. Убедитесь, что пиковое расположение кремниевой пластины составляет 520,7 см-1, а пиковая интенсивность выше 6000 а.е., когда интенсивность лазера составляет 100%.
- Настройка параметров рамановской системы для получения высоких спектров МП сигнал-шум при одновременном недогорании МП. Установка системы следующим образом: лазер возбуждения 532 нм, удаление космического луча, интенсивность лазера 10% (мощность лазера 0,18 мВт), спектральное разрешение 1,5см-1,время экспозиции 10-20 секунд, скопления 10-40 раз и спектральный диапазон 200-3200см-1. На рисунке 3 показаны типичные спектры депутатов со временем накопления от 1 с до 400 с.
Внимание:Не проверяйте частицы с помощью 100% лазера напрямую, чтобы избежать быстрого горения (может быть сожжено за 1 минуту, если частица маленькая). Используйте низкую интенсивность (10-50%) сначала провести тест. - Поместите образец фильтра (из раздела 3.3) в середину стадии рамановской выборки. Выберите четыре репрезентативных пятна (2 пятна находятся в средней области, в то время как другие 2 пятна находятся близко к краю рабочей зоны, рисунок 3C)на мембранном фильтре для проведения теста (общая площадь испытания около 1,5мм2).
- Наблюдайте и фотографируйте частицы на поверхности мембранного фильтра с помощью оптического микроскопа (100x) с последующей химической идентификацией с помощью рамановской спектроскопии.
- Сравните полученный рамановский спектр с эталонными стандартными полимерными спектрами (из сыпучего материала BFB и предыдущей публикации22).
- Определить химические свойства частиц с помощью интенсивных пиков в диапазоне 2780-2980, 1400-1640 и 709-850см-1,соответствующих растягивающим колебаниям групп CH/CH2/CH3 и C-C, связанных с полимерными материалами(рис. 3).
- Проанализируйте размер и количество идентифицированных депутатов с помощью ImageJ.
- Получение концентрации МП в пробе воды исходя из исследуемой площади, общей рабочей площади (227мм2)и известного объема отфильтрованного образца.
- Классифицируйте подтвержденных депутатов на 5 групп по размеру: 0,8-5 мкм, 5-20 мкм, 20-50 мкм, 50-100 мкм и > 100 мкм.
- Наконец, определите количество депутатов в одном литре пробы воды на основе объема отфильтроованного образца, количества зарегистрированных депутатов и испытанным участком мембранного фильтра.
6. Топографическая характеристика MP с использованием AFM
- Оснастите систему AFM (NT-MDT) зондом режима прослушки. Калибровка системы с использованием стандарта высоты шага (SHS). Настройте систему в оптимальных условиях работы: скорость сканирования составляет 1 Гц, размер сканирования 10-50 мкм, частота настройки около 160 кГц, а линия сканирования составляет 512 пикселей.
- Закрепите кремниевую пластину (из раздела 4.3) на стадии образца AFM. Наблюдение и фотографирование целевых частиц на поверхности кремниевой пластины с последующей химической идентификацией с использованием метода, описанного в разделе 5.
- Переключите систему в режим AFM (рамановская спектроскопия и AFM собраны в одну систему) и проверьте топографию идентифицированных депутатов.
- Анализируйте 3D-данные с помощью программного обеспечения Gwyddion 2.54. Используйте опцию профиля для получения размеров частиц и средней высоты, в то время как 3D-вид для получения 3D-структуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Для проверки этого протокола образец воды был подготовлен путем добавления стандартных полистирольных микропластиковых сфер (диаметром 2,0 ± 0,1 мкм) в воду DI. Добавленное количество MP соответствовало 4 500 000 частиц / л, что аналогично уровню высвобождения MP из BBF. После разделов протокола 2-3 депутаты были успешно собраны(рисунок 4А),и коэффициент восстановления составил 92,4-101,2%. Этот показатель восстановления сопоставим с предыдущим исследованием на23депутатах. Используя ImageJ, обнаруженный диаметр стандартных МП составил 2,04±0,08 мкм (где ± представляет собой стандартную погрешность среднего значения), что составляет около 102,2% от проектного размера (2,0 ± 0,1 мкм). Между тем, потенциальное вмешательство со стороны других типов депутатов, таких как PP и PE, также было протестировано, но ни одно из них не было обнаружено в этих стандартных образцах воды PS. Следовательно, разработанный протокол позволяет избежать загрязнения и является надежным тестом высвобождения MP из BBF.
Этот протокол был использован для тестирования MP-релиза из восьми популярных продуктов BFB. На рисунке 4B показаны типичные МП, собранные на поверхности мембранного фильтра. При химическом определении с помощью рамановской спектроскопии(рис. 3)пики в диапазоне 2830-2970см-1 становились все более значительными с увеличением времени накопления. Эти пики отражают растягивающие вибрации групп CH/CH2/CH3, которые могут быть использованы для идентификации депутатов. Большое количество депутатов было освобождено во время использования БФБ. Уровни депутатов варьировались от 1,31 млн до 16,20 млн частиц на литр(рисунок 5). Этот результат на 3-5 порядков выше, чем ранее сообщенные уровни депутатов в питьевой воде24. Очевидно, что дети, вероятно, испытывают высокий уровень воздействия на депутатов.
На рисунке 6 показаны типичные топографические карты депутатов, записанные с использованием протокольных разделов 1, 2, 4 и 6. Для крупных МП бокового размера около 8 мкм (P1 на рисунке 6)средняя толщина составляет 0,82 мкм. Для небольших МП около 3 мкм бокового размера (P2 на рисунке 6)толщина близка к 0,25 мкм. В целом, толщина депутатов, освобожденных от BFB, составляет около десятой части бокового размера. Также заметно, что текстура поверхности депутатов богата наноразмерными бугорками и впачками, которые могут существенно увеличить их поглощающую способность. Предыдущие исследования показали, что депутаты являются эффективными носителями загрязняющих веществ, таких как пестициды25,26. Наблюдаемая топография депутатов, найденная здесь, вероятно, является важным фактором высокой пропускной способности депутатов.
Рисунок 1:Диаграмма подготовки образцов и тестирования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2:Сборка стеклянного фильтра и насоса. 1-охлажденный образец воды в BFB; 2-х сборный стеклянный фильтр; 3-стеклянная передаточная пипетка; 4-вакуумный насос; 5- взаимный шейкер. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3:Типичные рамановских спектры для определения МП. (А) Рамановский спектр объемного куска из BFB, мембранного фильтра и МП на мембранном фильтре, соответственно. (B) Рамановы спектры одного потенциального МП с различным временем захвата (1 с, 10 с, 100 с, 400 с). (C) Репрезентативные пятна, испытанные. Общий диаметр фильтрующей мембраны составляет 25 мм в диаметре при реальной рабочей площади диаметром 17 мм. Четыре белых поля указывают на полные репрезентативные пятна для рамановского тестирования. 2 пятна находятся в средней области, в то время как другие 2 пятна находятся близко к краю рабочей зоны. В общей сложности исследуемая площадь четырех пятен составляет 1,5мм2. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4:Типичное оптическое изображение стандартных PS MPs и MPs release from BFB, соответственно. (A) Оптическое изображение стандартных депутатов PS. Частица внутри красной коробки была подтверждена как типичная PS MP. (B) Оптическое изображение высвобождения MP из BBF. Частица внутри красной коробки была подтверждена как типичная МП. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 5:Количество депутатов, выпущенных из пластиковых изделий BFB. В ходе исследования было выбрано 8 популярных продуктов. В строке ошибок указывается стандартная погрешность среднего значения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 6:Типичное 3D-изображение релиза депутатов из BFB. (A) AFM изображение типичных депутатов, освобожденных от BFB. (B) Извлеченные профили поперечного сечения депутатов. (C) 3D-топографическое изображение освобожденных депутатов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Хотя исследование депутатов в морской и пресной воде широко освещалось, и соответствующий стандартный протокол был разработан17,изучение пластиковых изделий повседневного использования является важной новой областью исследований. Различные условия окружающей среды, с которыми сталкиваются бытовые пластиковые изделия, означают, что для получения надежных результатов требуется дополнительная осторожность и усилия. Протокол исследования должен соответствовать реальным сценариям ежедневного использования. Например, ультразвук широко используется в лабораторных тестах для очистки образцов. Тем не менее, было обнаружено, что 1-минутная обработка ультразвуком может серьезно повредить поверхность BFB, в результате чего уровни высвобождения MP на порядок выше. О подобном распаде полимера из-за обработки ультразвуком также сообщалосьранее 27,что указывает на то, что обработка ультразвуком не является подходящим методом очистки для подготовки пластикового образца в исследованиях МП.
Кроме того, необходимо выявить и устранить потенциальные источники загрязнения. Чайники широко используются для приготовления горячей воды, которая необходима для теста BFB. Однако один фурункул может генерировать до 30 миллионов частиц на литр в пластиковом чайнике13. Микроволновые печи являются бесконтактным методом приготовления горячей воды после того, как будут приняты меры для устранения местного нагрева. Для фильтрации рекомендуется стеклянная передаточная пипетка, а не пластиковая (обычно изготовленная из ПП). Для совершенно новых продуктов pp было сообщено, что большое количество депутатов прикреплено к поверхности из-за производственного процесса 15, поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы должным образом очистить все продукты до начала тестирования. Таким образом, исследователь должен быть бдительным, чтобы избежать любой процедуры, которая может негативно повлиять на измеренные уровни высвобождения МП из БФБ.
Следует отметить, что протокол не может учитывать все типы выпуска MP. Благодаря использованию фильтра с размером пор 0,8 мкм наночастицы размером менее 0,8 мкм выходят за рамки данного метода. Кроме того, отдельные родители могут не следовать руководящим принципам ВОЗ, на которых основан протокол, так что в реальной жизни уровень депутатов в подготовленной формуле может значительно отличаться от того, о котором сообщается здесь.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать. Представление материала в этой публикации не подразумевает выражения какого-либо мнения со стороны Тринити-колледжа Дублина о конкретных компаниях или продуктах определенных производителей и не подразумевает, что они одобрены, рекомендованы, подвергнуты критике или иным образом Тринити-колледжем Дублина в предпочтении другим аналогичным образом. Ошибки и упущения исключены. Были приняты все разумные меры предосторожности для проверки информации, содержащейся в этой публикации. Тем не менее, опубликованный материал распространяется без каких-либо гарантий, явных или подразумеваемых. Ответственность за интерпретацию и использование материала лежит на читателе. Ни при каких случаях Trinity College Dublin не несет ответственности за ущерб, возникший в результате его использования.
Acknowledgments
Авторы выжают признательность Enterprise Ireland (номер гранта CF20180870) и Science Foundation Ireland (номера грантов: 20/FIP/PL/8733, 12/RC/2278_P2 и 16/IA/4462) за финансовую поддержку. Мы также признаем финансовую поддержку со стороны Стипендии Школы инженерии при Тринити-колледже Дублина и Китайского стипендиального совета (201506210089 и 201608300005). Кроме того, мы ценим профессиональную помощь профессора Сары Мак Кормак и технических команд (Дэвид А. Маколей, Мэри О'Ши, Патрик Л.К. Вил, Роберт Фитцпатрик и Марк Гиллиган и т. Д.) Из Департамента гражданских, структурных и экологических исследований Тринити и Исследовательского центра AMBER.
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).
