Method Article

Deniz Yüzey ve Numune Analizi Microplastics Örnekleme Protokolü

DOI:

10.3791/55161

⸱

December 16th, 2016

 ,  ,  ,  ,  , 
1Sector for Marine Waters, Institute for water of the Republic of Slovenia, 2Laboratory for Polymer Chemistry and Technology, National Institute for Chemistry Slovenia

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

deniz yüzeyinde microplastics örnekleme, parçacıkların mikroplastik ve kimyasal kimlik ayrımı: protokol aşağıda için yöntem anlatılmaktadır. Bu protokol Deniz Çöp üzerinde MSFD Teknik Alt grup tarafından yayınlanan microplastics izleme önerileri doğrultusunda olduğunu.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deniz ortamındaki mikroplastik kirlilik, son on yılda artan ilgi gören bilimsel bir konudur. Bilimsel yayınların çoğu deniz yüzeyindeki mikroplastik kirliliği ele almaktadır. Aşağıdaki protokol, mikroplastik partiküllerin numune alma, numune hazırlama, ayırma ve kimyasal tanımlama metodolojisini açıklamaktadır. Numune almak için kabın yan tarafına tutturulmuş bir »A çerçevesi« üzerine sabitlenmiş bir manta ağı kullanıldı. Ağın morina ucuna yakalanan mikroplastik parçacıklar, görsel tanımlama ve stereomikroskop kullanımı ile numunelerden ayrıldı. Parçacıklar, bir görüntü analiz programı kullanılarak boyutları ve ATR-FTIR ve mikro FTIR spektroskopisi kullanılarak kimyasal yapıları için analiz edildi. Açıklanan protokol, Deniz Stratejisi Çerçeve Direktifi (MSFD) Deniz Çöpleri Teknik Alt Grubu tarafından yayınlanan mikroplastiklerin izlenmesine yönelik tavsiyelerle uyumludur. Video rehberli bu yazılı protokol, tüm dünyada mikroplastiklerin izlenmesi ile ilgilenen araştırmacıların çalışmalarını destekleyecektir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Denizdeki mikroplastik kirliliği, plastik üretimindeki sürekli artış ve bunun sonucunda deniz ortamında bertaraf edilmesi ve birikmesi nedeniyle çağdaş toplum için artan bir endişe kaynağıdır1. Plastik makro çöpler artık denizlere girmeyecek olsa bile, denizde zaten var olan plastik çöplerin parçalanması nedeniyle mikroplastik kirliliği artmaya devam edecektir2. Mikroplastik kirlilik çalışmalarının büyük çoğunluğu deniz ve tatlı su ekosistemlerinde gerçekleştirilmiş ve ağırlıklı olarak deniz yüzeyi kirliliğini ele almıştır3.

Mikroplastik terimi,4 boyutu 5 mm'den küçük plastik parçacıkları ifade eder. Bu terim, boyut (birkaç mikrondan birkaç milimetreye kadar), renk ve şekil (çok farklı parça şekillerinden uzun liflere kadar) bakımından farklılık gösterebilen heterojen bir parçacık karışımını tanımlar. Mikroplastik parçacıklar birincil veya ikincil kökenli olabilir5. Birincil kökenli mikroplastik, kozmetik endüstrisinde (boncuklanma, krem vb.) veya kimya endüstrisinde diğer plastik ürünlerin (örneğin plastik endüstrisinde kullanılan plastik peletler) öncüsü olarak kullanılan küçük parçacıklar olarak üretilmektedir. İkincil kökenli mikroplastikler, ışık, ısı, oksijen, su ve organizmalar tarafından indüklenen fiziksel ve kimyasal süreçler nedeniyle çevredeki daha büyük plastik parçalarının bozunması yoluyla ortaya çıkar6. 2015 yılında dört tür mikroplastik kaynak tanımlanmıştır: daha büyük plastik çöpler, temizlik ürünleri, ilaçlar ve tekstilürünleri 6. Daha büyük plastik çöplerin ana kaynağının (% 80) kara tabanlı olduğu varsayılmaktadır7. Kozmetik ürünlerden, ilaçlardan ve tekstilden elde edilen mikroplastikler, kanalizasyon ve yağmur suları yoluyla su ekosistemlerine girer6. Su ekosistemlerinde en sık bulunan mikroplastik parçacıklar, daha büyük plastik çöplerden ve tekstil liflerinden elde edilen parçalardır8.

Mikroplastiklerin çevre üzerinde çeşitli olumsuz etkileri vardır. Küçük boyutları, deniz organizmaları tarafından yutularak besin ağına girmelerine izin verir9, 10. Yutulan parçacıklar fiziksel hasara neden olabilir veya hayvanların sindirim sistemini tıkayabilir11. Partiküller ayrıca kalıcı organik kirleticilerin (KOK'lar) taşıyıcıları olabilir. Hidrofobik yüzeyleri ve geniş yüzey alanının küçük hacme uygun oranı, KOK'ların mikroplastiklere12 adsorbe olmasını sağlar. Onları yiyen hayvanların çevresinde veya sindirim sistemlerinde, KOK'lar ve diğer plastik katkı maddeleri mikroplastik parçacıklardan sızabilir13.

Önceki çalışmalar, su kolonundan dip çökeltilerine kadar deniz ortamında3 mikroplastiklerin her yerde bulunduğunu bildirmiştir. Mikroplastik kirliliği tehdidi, AB'deki Deniz Stratejisi Çerçeve Direktifi tarafından zaten tanımlanmıştı ve sonuç olarak, mikroplastiklerin zorunlu olarak izlenmesi tavsiye edildi14. Bu doğrultuda, AB Deniz Çöpleri Teknik Alt Grubu (TSG-ML), Avrupa denizlerindeki mikroplastiklerin izlenmesi için tavsiyeler hazırlamıştır15. Bu nedenle, mikroplastik örneklemesi için video kılavuzları, tüm dünyada karşılaştırmalı izlemeyi ve tutarlı bir yönetim sürecini destekledikleri için büyük önem taşımaktadır.

Bu protokol, Adriyatik Denizi'ndeki mikroplastik kirliliğin ilk kez izlenmesi için DeFishGear projesi kapsamında geliştirilmiştir. TSG-ML15 tarafından hazırlanan "Avrupa Denizlerinde Deniz Çöplerinin İzlenmesine İlişkin Rehber" belgesindeki tavsiyeler dikkate alınmıştır. Bu protokol, deniz yüzeyinde mikroplastik numunesi alma, mikroplastiklerin numunelerden ayrılması ve partiküllerin plastik malzemeden olduğunu doğrulamak ve plastiğin türünü belirlemek için mikroplastik partiküllerin kimyasal analizi için metodolojiyi açıklamaktadır. Sakin sularda numune alımı için en uygun ekipman olan manta ağı kullanılarak numune alınmıştır16. Mikroplastiklerin numunelerden ayrılması, stereomikroskop kullanılarak görsel tanımlama ile gerçekleştirildi. İzole edilmiş parçacıklar daha sonra Fourier dönüşümü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ve mikro FTIR spektroskopisi kullanılarak kimyasal olarak tanımlandı.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

deniz yüzeyinde microplastics 1. Örnekleme

  1. çizgileri ve karabinalarıyla kullanarak bir balon patlaması veya »A-frame« kullanarak teknenin yanından manta net dağıtın.
  2. uyandırma dilimi içinde türbülans etkilenen su toplama önlemek için - (tekneyle 4 m mesafede. Yaklaşık 3) uyanıklık bölgesi dışına manta net dağıtın.
  3. veri sayfasında ilk GPS koordinatlarını ve ilk defa bir yere yazın.
  4. Yaklaşık bir hız ile bir düz yönde hareket etmeye başlayın. 2-3 knot 30 dakika boyunca ve zaman ölçümü başlar.
  5. 30 dakika sonra tekneyi durdurmak ve son GPS koordinatlarını yazınız, rotanın uzunluğu sağlanan veri levha içine ve ortalama tekne hızını ve dışarı manta net kaldırın (en doğru yolu GPS koordinatları gelen uzunluğunu hesaplamak için) su.
  6. Tekne wa bir dalgıç pompa veya su kullanarak deniz suyu ile net dışından iyice manta net durulayınter deposu. morina ucunu net yapışmış tüm parçacıkların konsantre için morina sonuna kadar manta ağzından yönünde durulayın.
    Not: kirlenmesini önlemek için net açıklıktan örnek yıkamayın.
  7. Güvenle morina ucunu kaldırmak ve morina örnek bir 300 mikron gözenek boyutu elek veya daha az ile sona elek.
  8. Dışarıdan iyice morina ucunu durulayın ve elekten numunenin geri kalanını dökün. artık morina sonu içinde herhangi bir parçacıklar kalmayıncaya kadar bu adımı tekrarlayın.
  9. eleğin bir bölümünde elek üzerindeki tüm materyali konsantre edilir.
  10. huni kullanımıyla,% 70 etanol ile bir cam kavanoz veya plastik şişeye elek yıkayın.
  11. Şişeyi kapatın kağıt havlu ile silin ve kapağını etiket ve su geçirmez marker ile örnek adı ve tarih ile kavanoz dışında (aynı zamanda olası kaybını önlemek için bir kavanoza velum kağıda kurşun kalemle yazılmış bir ikinci etiket koymak gerekir arasındakavanoz üzerine silinir etikete bağlı örnek adı). serin bir kutu içine etiketli plastik şişeyi aktarın.
    genel örnekleme koşullarına Not: rüzgar hızı fazla 2 Beaufort olmamalıdır, dalgalar çok yüksek ve net deniz yüzeyinde kararlı olmadığından. Ağların boyunca sabit bir hızda sürekli bir doğrusal ders korumak için önemlidir. manta net açıklığın yarısı örnekleme sırasında daldırılmış olmalıdır. Numune alma süresi 30 dakika olmalıdır (doğal malzemenin büyük miktarda olduğu durumlarda, örneğin plankton çiçek, örnekleme süresi daha kısa olabilir). plastik araç ve konteynerlerin kullanımından kaçının. Sentetik giysiler (örneğin polar) kaçının, halatlar ve gemi ile manta net iletişim numunesinin kirlenmesini önlemek için. dağıtma ve net çekerken manta net ya da tekne gövde zarar vermemeye çok dikkatli olun.

deniz yüzeyi örneklerinden microplastics 2. ayrılması

  1. Örnek içermiyorsa25 mm'den büyük bir ürün ve temiz, adım 3 ile doğrudan devam etmek görünmektedir.
  2. görsel kimlik ve cımbız kullanarak, elek (≤300 mikron gözenek boyutu) üzerinden örnek dökün ve örnek bir boyut> 5 mm (makro ve mezzo çöp) tüm doğal veya yapay çöp nesneleri çıkarın. buna uyulması herhangi mikroplastik çöp çıkarmak için distile su ile dikkatlice her kaldırılmış nesne durulama için dikkatli olun. ayrı kaplarda tüm doğal ve yapay çöp nesneleri depolamak. bir kurutucuda (ya da açık havada, ama kapalı bir tabak) tüm doğal ve yapay çöp nesneleri kurutun ve onları tartın. Çöp Öğeler 16 kategorileri Master Listesine göre tüm çöp eşyaları> 25 mm (makro çöp) belirleyin.
  3. Tüm büyük nesneleri çıkardıktan sonra, fışkırtma şişeleri ya da musluk suyu kullanarak elek bir bölümünde kalan tüm parçalarını konsantre. Bir funn yardımıyla% 70 etanol az miktarda kullanan bir cam kaba içine dökünEl.
    Not: Bu adımda,% 70 etanol kullanımı örnek korumak için son derece önemlidir. Ayrıca örnek görsel denetimi aşamasında, etanol nedenle bulmak daha kolay hale gelen organizmalara ve renkli plastik rengini yardımcı olur.
  4. örnek (alt örnek) bir miktar almak ve, cam bir Petri kabı içine dökün. bir stereo kullanımı ile örnek analiz (20 - 80x zoom) ve mikroplastik parçacıklar arayın.
  5. Her mikroplastik parçacık Tablo 1'de listelenen kategorilerden birine kategorize ve bir kategori adı ile işaretlenmiş bir Petri kabı veya diğer cam şişelere, hayata geçirilmelidir. Petri kabı her zaman kapalı olması gerekir.
    Not: numuneden ayrılması microplastics muhafazakar ve analiz için az parçacıkların daha ziyade seçtiğinizde. parçacıkların gerçek kimyasal yapısı hala daha sonra belirlenecektir. microplastics sıkışmış ve bu nedenle daha büyük kalemleri altında gizli olabilir olarak her taraftan büyük nesneleri analiz etmek için emin olun.Ayrıca Petri kabı bir tarafa önceden analiz nesneleri taşımak için yararlı olabilir.
  6. ekipmanlar (mikrometre slayt veya görüntü analiz yazılımı tarafından kalibre oküler cetvel) ölçme mikroskop altında Petri kabı koyun ve filamentler dışında her parçacığın boyutu (uzun çapraz ölçmek), ölçmek ve rengini not edin. Her alt numune başka bir kişi tarafından gözden geçirilmelidir. cam duvarlar yapışan tüm parçacıklar Petri kabı içine yıkanır, böylece numune içeren cam kabı durulayın için dikkatli olun.
  7. ayrı ayrı analitik ölçek kullanılarak her bir kategorinin mikroplastik parçacıklar tartılır. Mikroplastik parçacıklar tartımdan önce kurutuldu gerekmektedir. Kapalı Petri kabı, bir desikatörde konabilir veya örnekleri parçacıklar (partiküller ile kapalı petri ağırlığı sabittir) kuru hale kadar kapalı bir çanak içinde kurumaya bırakılabilir.
  8. Mikro çöp tanımlayın. microplastics arayan bir örneğini analiz ederken, düşünün lütfenDiğerleri bulmak için yanıltıcıdır olabilir iken bazı parçacıklar (renk, şekil, boyut) kolayca görünür olacaktır. Aşağıdaki örnekte mikroplastik parçacıkları tespit birkaç özellikleri şunlardır: Örneğin, hiçbir hücre yapısı, düzensiz, keskin, çarpık kenarları düzgün kalınlığı, ayırt edici renkler (mavi, yeşil, sarı, vb.)

microplastics 3. Kimyasal tespiti

  1. ATR-FTIR spektroskopisi
    1. Analizden önce alkol ve tüy bırakmayan bir bezle algılama sistemi temizleyin.
    2. Bir arka plan spektrumu kaydedin. numune tutucu üzerinde örnek yerleştirin ve spektrumları toplamak. Veritabanındaki spektrumları elde spektrumun otomatik bir karşılaştırmasını kullanılarak elde ATR- FTIR spektrumları tanımlar.
  2. Mikro ATR-FTIR spektroskopisi
    1. Analizden önce alkol ve tüy bırakmayan bir bezle algılama sistemi temizleyin.
    2. bir cam filtre üzerinde örnek yerleştirin. Not: Diğer filtreler bize olabilired ancak polimer doğa karakterizasyonu etkileyebilir.
    3. otomatik tarama masaya numune ile filtreyi yerleştirin ve örnek bulmak için joystick'i kullanın.
    4. Optik görüntü kaydetmek ve bir alanı işaretlemek (örneğin 20 mikron 20) tarafından numune karakterize edilecektir nerede.
    5. Bir arka plan spektrumu kaydedin.
    6. numune tutucu üzerinde örnek yerleştirin ve önceden tanımlanmış yerde spektrumları toplamak.
    7. bir veritabanında spektrumları elde spektrumun otomatik karşılaştırma kullanılarak elde edilen mikro ATR-FTIR spektrumları tanımlayın.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

tarif edilen protokol ilk sonuç görsel özellikleri (Tablo 1) 'e göre, altı sınıfa kategorize mikroplastik parçacıklardır. İlk kategori, genellikle en bol on, parçaları (Şekil 1). Onlar keskin çarpık kenarları ve düzensiz bir şekil ile, kalın, sert bulunmaktadır. Farklı renklerin çeşitli olabilir. İkinci kategori filmler (Şekil 2). Ayrıca, düzensiz şekiller görünür, ancak parçaları ile karşılaştırıldığında, bu ince ve esnek, genellikle saydamdır. Üçüncü kategori genellikle plastik sektöründe kaynaklı, granül (Şekil 3). Bunlar düzensiz, yuvarlak şekiller vardır ve çapı 5 mm çapında, boyutu normal büyük. Bu bir tarafta, genellikle düzdür ve çeşitli renklerde olabilir. Dördüncü kategori granülleri (Şekil 4) bulunmaktadır. peletleri ile karşılaştırıldığında, bu çapı 1 mm civarında normal yuvarlak, genellikle daha küçük bir boyutu vardır. Bunlar doğal renklerde görünür(Beyaz, bej, kahverengi). Beşinci kategori filamanların (Şekil 5) vardır. Bunlar, fragmanları, mikroplastik parçacıkların en bol Çeşidi yanında yer alır. Bunlar farklı kalınlıklarda ve renklerde, kısa ya da uzun olabilir. Son kategori köpükler (Şekil 6) bulunmaktadır. Bunlar en sık strafor büyük parçacıklardan gelir. Onlar yumuşak, düzensiz şekil ve renkte sarı beyazdır.

microplastics örnekleme ve örnek analizi ana sonucu numune başına mikroplastik parçacıkların sayısıdır. Bu veriler km 2 başına daha normalize olabilir. normalleşmesi için kullanılan formül:

Örnek / numune alanı başına mikroplastik parçacıklar

(Şekil 7, Tablo 2, 3) örnekleme alanı manta ağ açıklığının genişliği ile numune mesafesi çarpılarak hesaplanır burada. Buna ek olarak, parçacıklar im ile analiz edilebiliryaş analiz yazılımı. Sonuçlar her parçacığın (Tablo 4) maksimum uzunluğu ve alanı bulunmaktadır. Görüntü analiz öncesi Şekil 8a gösterisi parçacıkları ve Şekil 8b her parçacık ölçülür ve numaralandırılmış görüntü analizi, sonradır. Son olarak, örnek başına toplam partikül veya mümkün olan en fazla bir kimyasal analiz önerilir. Fourier Bu spektrum daha sonra yazılım kitaplığı (Şekil 10) den spektrumları ile karşılaştırıldığında Şekil 9'da gösterildiği gibi seçilen parçacığın bir spektrum, elde edilir kızılötesi spektroskopi dönüşümü kullanarak. Belirli bir parçacık plastik ya da değil ve kimyasal yapısından plastik türünü gösterir eğer nihai sonucu gösterecektir.

1 fragmanlar
2 filmler
3 peletler
4 Granül
5 Filaments
6 Köpük s

Tablo 1: mikroplastik parçacıkların Kategoriler.

figure-results-1
Şekil 1: Fragments: kategoriden parçacıkların örneği. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-2
Şekil 2: İnce: kategoriden parçacıkların örneği. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

/55161fig3.jpg "/>
Şekil 3: Peletler: kategori parçacıkların örneği. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-3
Şekil 4: kategoriden parçacıkların Örnek: Granül. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-4
Şekil 5: kategoriden parçacıkların Örnek filamanlar. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.


Şekil 6: Köpükler: kategori parçacıkların örneği. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Örnekleme mesafesi [km] 2
Manta genişliği [km] 0.0006
Örnekleme alanı [km 2] 0.0012

Tablo 2: km 2 başına mikroplastik parçacıkların hesaplanmasında kullanılan anket verilerine örneği.

Yok hayır Hayır / km 2
fragmanlar 301 250.833
filmler 45 37500
topakları 15 12500
granüller 8 6667
köpükler 33 27500
filamentler 223 185.833

Tablo 3: 6 grupta veriler sayılır ve km 2 başına normalleştirilmiş anket, sonuçların Örneği (Hayır - parçacıkların sayısı).

figure-results-5
Şekil 7: p görsel sınıflandırma sonrası temsilcisi sonuçları örneğiürünleri (Hayır - parçacıkların sayısı). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Endeks Bölge Alan [mm²] Maksimum uzunluk [mm]
1 8.010 5,506
2 10,517 5,628
3 12,185 5,429
4 3,367 3,367
5 2.475 2,155
6 1.809 2.943
7 6,604 5,238
8 5.779 4.037
9 4,472 3,791
10 16,907 5,355
11 7,246 3,733
12 7,867 4,622
13 6,411 5,056
14 3,281 3.070
15 12,937 5,554
16 6,709 3,716

Tablo 4: Alan [mm 2] ve her parçacığın maksimum uzunluğu [mm] ölçülür görüntü analiz sonuçlarının örneği.

figure-results-6
Şekil 8: görüntü örneği önce), bir satın b) görüntü analiz yazılımı ile parçacıkların görüntü analizinden sonra.ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig8large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-7
Şekil 9: işaretli zirveleri ve [cm-1] onların dalga boylarında seçilen bir parçacığın ölçülen bir spektrumları örneği. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

figure-results-8
Şekil 10: ATR-FTIR spektrumları kütüphaneden en iyi maç seçilen parçacık alınan spektrumlarının karşılaştırılması örneği. Bu f büyük halini görmek için buraya tıklayınızŞEKIL.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

manta net deniz yüzeyinde Microplastics örnekleme deniz yüzeyinde microplastics örnekleme için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir, ancak bugüne kadar birleşik bir metodoloji olmuştur. Su büyük bir hacmi, manta net üzerinden filtre edilebilir ve böylece microplastics ilgili bir dizi yakalama olasılığı yüksektir ve sonuçları güvenilir olarak algılanmaktadır. Farklı örnekleri arasında sonuçların Karşılaştırılabilirlik normalleştirme ile güvence altına alınmıştır. Bizim durumumuzda, konsantrasyonlar net açıklığın yatay genişliği ile trol mesafe çarpılarak örneklenen alanı ile ilgili edildi. Başka bir seçenek de, net açıklık sabit bir akış ölçer, kullanmaktır. yanal kanatları ile manta net deniz yüzeyinde çok kararlı olduğunu ve bu nedenle dalgalar atlamalı az olduğundan bir akış ölçer kullanımı mümkündür. Bir debimetre filtrelenmiş su hacmini kaydeder ve böylece alınan su numunelerinin 16 hacmi başına sonuç normalleşme sağlar.

En sık kullanılan manta ağlar yaklaşık 300 mikron örgü boyutu var ve 3 olan - 4.5 m uzunluğunda. Bu boyutlar net tıkanmasını önlemek ve mümkün olduğu kadar büyük bir su hacmini örneği almak için optimize edilmiştir. Trol hızı 2 arasında olması tavsiye edilir - 3 knot, ama dalga yüksekliği, rüzgar hızı ve deniz akıntılar bağlıdır. Manta net gözetiminde örnekleme sırasında bütün zaman çok önemlidir ve atlamalı başlarsa, trol hızı azaltılmalıdır. trol süresi yaklaşık 30 dakika olması önerilir, ancak seston konsantrasyonları bağlıdır. Seston bazen manta net takunya olduğunu olabilir. Bu durumda trol, derhal durdurulmalı, aksi takdirde mikroplastik parçacıklar kaybetmiş olabilir ve net zarar görebilir. Manta ağ genellikle kabın yan tarafına tespit edilir., manta net uyandırma bölgesi dışında kesinlikle iken Bu, aynı zamanda en uygun seçenektir. Bazı araştırmalarda manta net geminin kıç tarafından tespit edildi17, 18, ama net uyanma bölgesi dışında olduğundan emin olmak zorunda bu durumda. Kap kaynaklanan dalgalanmaların bölgesi kabının boyutu ve tekne 19, 20 hızına değişir çünkü trol numune için ayarlanmış olan ilgili mesafe, ayrı ayrı belirlenmelidir.

Deniz yüzeyi örneklerinden mikroplastik parçacıkların ayrılması en sık görsel kimlik 21 ile sadece yapılır. 1 mm'den daha küçük parçacıkların bir stereo kullanımını gerektirmektedir büyük 1 mm 'den küçük parçacıklar, çıplak gözle kolayca tespit edilebilir. stereomicroscopes üzerinde polarizasyon ışık kullanılarak, plastik olanlarla olmayan plastik parçacıkları kafa karıştırıcı olasılığını azaltmak için tavsiye edilir. Plastik parçacıkların hatalı tanımlama imkanı küçük partiküller daha yüksek olur. Böylece parçacıklar> 0.5 mm, sadece stereomikroskop kullanılarak, görsel olarak 21 tespit edilebilir. 0.5 mm'den daha küçük partiküller içinEk, daha doğru bir yöntem gibi mikro ATR-FTIR spektroskopisi 21 gereklidir.

örnek microplastics ayırma işlemi sırasında hava ipliklerin numune kirlenme olasılığı çok yüksektir. Bu nedenle, çalışma masasının üzerinde açık bırakılan Petri kapları kontrol kuvvetle muhtemel kirletici havadaki partiküllerin belirlenmesi için tavsiye edilir. Yani, veri kalitesi kuvvetle bağlıdır: 1) numunede 16 numune, 2) kalite ve stereomikroskopta büyütme ve organik madde 3) miktarı ile çalışan kişinin hassas. Görsel tanımlama sonra güçlü bir malzemeden 8 kimyasal tanımlanması için mevcut tekniklerin biri ile sıralanmış parçacıkların analiz edilmesi gerekmektedir.

Çeşitli yöntemler bunlar arasında FTIR spektroskopisi ve Raman spektroskopisi çoğu FREKAN vardır, polimer tanımlanması için anatly'ait 22 kullanılır. FTIR ve Raman spektroskopisi tamamlayıcı teknikler ve bunların doğruluğu benzer. Protokolde, "zayıflatılmış toplam yansıma" (ATR) ile FTIR ve mikro FTIR spektroskopisi sunulmaktadır. Onlar kullanımı basit ve hızlı ve doğru sonuçlar sağlar. Plastik polimerler, böylece IR microplastics 21 tanımlanması için en uygun teknik spektroskopisi hale tat bant desenleri ile yüksek düzeyde spesifik kızılötesi (IR) spektrumları sahiptir. Karakteristik IR spektrumları 22 ölçümünü sağlayan bir numune ile etkileşimde IR radyasyonunun enerjisinin belirli bir molekül titreşim uyarır. FTIR spektroskopisi aynı zamanda oksidasyon 23 ve bozulma 24 düzeyinde yoğunluğu olarak parçacıklar, ek bilgi sağlayabilir. ATR-FTIR büyük parçacıkların kimyasal tanımlaması (> 0,5 mm) için uygun olmakla birlikte, mikro ATR-FTIR spektroskopisi parçacıklar # kimyasal yapısı hakkında bilgi verebilir60 0.5 mm, bir mikroskop ve bir kızılötesi spektrometre işlevini birleştirir gibi.

Su güçlü IR radyasyonunu 22 ve saflaştırılmış emmediği FTIR ve mikro FTIR spektroskopisi kullanılarak önce mikroplastik parçacıklar halinde de İR spektrumları etkileyebilir biyofilm ve / veya diğer organik ve inorganik yapıştırma, ile kaplıdır, daha önce kurutulmalıdır. Örnekleri arındırmak için en non-invaziv bir yolu karıştırma ve tatlı su 25 ile durulama gereğidir. Bu yeterli değilse, o zaman% 30'luk hidrojen peroksit kullanılması tavsiye edilir. Diğer tüm yöntemler negatif mikroplastik parçacıkların üzerindeki etkileri (örneğin daha partikülleri kırabilir ultrasonik temizleme, güçlü asidik veya bazik solüsyonlar vs. çeşitli plastik polimerler, zarar verebilir) ve bu nedenle bunların kullanımı tavsiye edilmez olabilir. Daha umut verici bir plastik için uygun saflaştırma adımı olarak sıralı bir enzimatik sindirme kullanılmasıdır. Arıtma farklı teknik enzimler kullanılarak (örneğin lipaz, birmylase, proteinaz, kitinaz, selülaz proteinaz-K) başarılı bir şekilde plankton, bir biyolojik matris azaltmak ve böylece FTIR spektroskopisi ölçümleri 22 boyunca matris eşya en aza indirmek için çok faydalı bir teknik olduğunu kanıtladı uygulanmıştır.

Görsel tanımlama ve seçilen parçacıkların kimyasal tanımlaması ile microplastics ayrılması hem de son derece zaman alıcı işlemlerdir. Bu çalışma plastik parçacıkları tanıma, aynı zamanda biyolojik maddeyi tanıma değil sadece stereomicroscopes, deneyimi olan bir doğru ve hasta bir kişi tarafından yapılmalıdır. Hatta deneyimli bir kişi kitin veya diatom parçaları 22 açıkça tüm potansiyel mikroplastik partikülleri ayırt edemez. Bu nedenle, görsel sıralama hata oranı% 20 den 26% 70 21 arasında değişmektedir ve partikül büyüklüğü azaldıkça artar.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokolün geliştirilmesi DeFishGear projesi (1 ° str / 00010) içinde, IPA Adriyatik Sınır Ötesi İşbirliği Programı 2007-2013 tarafından kurulmuştur.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Bu protokolde özel bir ekipman veya reaktif kullanılmamıştır.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Plastic accumulation in the North Atlantic subtropical gyre. Science. 329 (5996), 1185-1188 (2010).">Law, K. L., et al. Plastic accumulation in the North Atlantic subtropical gyre. Science. 329 (5996), 1185-1188 (2010).
  2. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 185-200 (2015).">Thompson, R. C. Microplastics in the marine environment: Sources, consequences and solutions. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 185-200 (2015).
  3. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 245-307 (2015).">Lusher, A. Microplastics in the marine environment: distribution, interactions and effects. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 245-307 (2015).
  4. Arthur, C., Baker, J., Bamford, H. Proceedings of the International Research Workshop on the Occurrence, Effects, and Fate of Microplastic Marine Debris, September 9-11. , NOAA. NOAA Technical Memorandum NOS-OR&R30 (2008).
  5. Microplastics in the marine environment. Marine pollution bulletin. 62 (8), 1596-1605 (2011).">Andrady, A. L. Microplastics in the marine environment. Marine pollution bulletin. 62 (8), 1596-1605 (2011).
  6. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 229-244 (2015).">Browne, M. A. Sources and pathways of microplastics to habitats. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 229-244 (2015).
  7. UNEP's REGIONAL SEAS PROGRAMME. , UNEP. (2005).">Marine litter: an analytical overview. UNEP's REGIONAL SEAS PROGRAMME. , UNEP. (2005).
  8. SFRA0025: Identification and Assessment of Riverine Input of (Marine) Litter, Final Report for the European Commission DG Environment under Framework Contract No ENV.D.2/FRA/2012/0025. , European Commission DG Environment. (2015).">van der Wal, M., et al. SFRA0025: Identification and Assessment of Riverine Input of (Marine) Litter, Final Report for the European Commission DG Environment under Framework Contract No ENV.D.2/FRA/2012/0025. , European Commission DG Environment. (2015).
  9. Ingestion and transfer of microplastics in the planktonic food web. Environmental pollution. 185, 77-83 (2014).">Setälä, O., Fleming-Lehtinen, V., Lehtiniemi, M. Ingestion and transfer of microplastics in the planktonic food web. Environmental pollution. 185, 77-83 (2014).
  10. Trophic level transfer of microplastic: Mytilus edulis. (L.) to Carcinus maenas (L). Environmental Pollution. 177, 1-3 (2013).">Farrell, P., Nelson, K. Trophic level transfer of microplastic: Mytilus edulis. (L.) to Carcinus maenas (L). Environmental Pollution. 177, 1-3 (2013).
  11. The physical impacts of microplastics on marine organisms: a review. Environmental Pollution. 178, 483-492 (2013).">Wright, S. L., Thompson, R. C., Galloway, T. S. The physical impacts of microplastics on marine organisms: a review. Environmental Pollution. 178, 483-492 (2013).
  12. Transport of persistent organic pollutants by microplastics in estuarine conditions. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 140, 14-21 (2014).">Bakir, A., Rowland, S. J., Thompson, R. C. Transport of persistent organic pollutants by microplastics in estuarine conditions. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 140, 14-21 (2014).
  13. Microplastics as contaminants in the marine environment: a review. Marine pollution bulletin. 62 (12), 2588-2597 (2011).">Cole, M., Lindeque, P., Halsband, C., Galloway, T. S. Microplastics as contaminants in the marine environment: a review. Marine pollution bulletin. 62 (12), 2588-2597 (2011).
  14. Microplastics in oceans. Marine Pollution Bulletin. 62, 1589-1591 (2011).">Zarfl, C., et al. Microplastics in oceans. Marine Pollution Bulletin. 62, 1589-1591 (2011).
  15. Hanke, G., et al. MSFD GES technical subgroup on marine litter. Guidance on monitoring of marine litter in European Seas. , Joint Research Centre-Institute for Environmente and Sustainability. Publications Office of the European Union. Luxembourg. (2013).
  16. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 201-227 (2015).">Löder, M. G. J., Gerdts, G. Methodology used for the detection and indentification of microplastics - A critical appraisal. Marine anthropogenic litter. , Springer International Publishing. 201-227 (2015).
  17. Marine neustonic microplastics around the southeastern coast of Korea. Marine pollution bulletin. 96 (1), 304-312 (2015).">Kang, J. H., Kwon, O. Y., Lee, K. W., Song, Y. K., Shim, W. J. Marine neustonic microplastics around the southeastern coast of Korea. Marine pollution bulletin. 96 (1), 304-312 (2015).
  18. Microplastics in Arctic polar waters: the first reported values of particles in surface and sub-surface samples. Scientific reports. 5, (2015).">Lusher, A. L., Tirelli, V., O'Connor, I., Officer, R. Microplastics in Arctic polar waters: the first reported values of particles in surface and sub-surface samples. Scientific reports. 5, (2015).
  19. Transient Marangoni waves due to impulsive motion of a submerged body. International Applied Mechanics. 40 (6), 709-714 (2004).">Shu, J. -J. Transient Marangoni waves due to impulsive motion of a submerged body. International Applied Mechanics. 40 (6), 709-714 (2004).
  20. Ship wakes: Kelvin or Mach angle. Physical Review Letters. 110 (21), 214503(2013).">Rabaud, M., Moisy, F. Ship wakes: Kelvin or Mach angle. Physical Review Letters. 110 (21), 214503(2013).
  21. Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification. Environmental science & technology. 46 (6), 3060-3075 (2012).">Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R. C., Thiel, M. Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification. Environmental science & technology. 46 (6), 3060-3075 (2012).
  22. Focal plane array detector-based micro-Fourier-transform infrared imaging for the analysis of microplastics in environmental samples. Environmental Chemistry. 12 (5), 563-581 (2009).">Löder, M. G. J., Kuczera, M., Mintenig, S., Lorenz, C., Gerdts, G. Focal plane array detector-based micro-Fourier-transform infrared imaging for the analysis of microplastics in environmental samples. Environmental Chemistry. 12 (5), 563-581 (2009).
  23. The degradation potential of PET bottles in the marine environment: An ATR-FTIR based approach. Scientific reports. 6, 23501(2016).">Ioakeimidis, C., et al. The degradation potential of PET bottles in the marine environment: An ATR-FTIR based approach. Scientific reports. 6, 23501(2016).
  24. Quantitative analysis of small-plastic debris on beaches in the Hawaiian archipelago. Marine pollution bulletin. 48 (7), 790-794 (2004).">McDermid, K. J., McMullen, T. L. Quantitative analysis of small-plastic debris on beaches in the Hawaiian archipelago. Marine pollution bulletin. 48 (7), 790-794 (2004).
  25. Microplastic pollution in the surface waters of the Laurentian Great Lakes. Marine pollution bulletin. 77 (1-2), 177-182 (2013).">Eriksen, M., et al. Microplastic pollution in the surface waters of the Laurentian Great Lakes. Marine pollution bulletin. 77 (1-2), 177-182 (2013).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microplastics SamplingSea Surface SamplingManta Net DeploymentVisual IdentificationStereomicroscope AnalysisATR FTIR SpectroscopyMicro FTIR SpectroscopyImage Analysis ProgramParticle Size MeasurementChemical Characterization

Related Articles