JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

רוב המחקרים microplastic לתאריך אירעה במערכות ימיות איפה מושעה מוצקים רמות נמוכות יחסית. המוקד עכשיו הסטה ל מערכות מים מתוקים, אשר ייתכן כוללים המון משקעים גבוהה ופסולת צף. פרוטוקול זה מטפל איסוף וניתוח microplastic דגימות סביבות הימית המכילים גבוהה המון מוצק על תנאי.

Abstract

נוכחות בכל מקום של פסולת פלסטיק באוקיינוס ידועה ומוכרת על ידי קהילות הציבור, מדעי, סוכנויות ממשלתיות. עם זאת, רק לאחרונה יש microplastics במערכות מים מתוקים, כגון נהרות ואגמים, הייתה לכמת. הדגימה Microplastic על פני השטח בדרך כלל מורכב פריסת רשתות להיסחף מאחורי גם סירה נייח או נע, אשר מגביל את שהדגימה סביבות עם רמות נמוכות של מהמשקעים ופסולת צף או מימיות. מחקרים קודמים שהפעיל להיסחף רשתות לאיסוף פסולת microplastic בדרך כלל להשתמש ברשתות עם ≥300 µm גודל רשת, המאפשר פסולת פלסטיק (חלקיקים וסיבים) מתחת גודל זה כדי לעבור דרך הרשת או לחמוק כמת. הפרוטוקול מפורט כאן מאפשר: 1) מדגם אוסף בסביבות בעלות גבוהה הושעה נטען, צף או שקוע פסולת 2) לכידת ואת כימות של חלקיקים microplastic וסיבים < 300 דגימות מים מיקרומטר. נאספו באמצעות משאבת סחרור במיכלים פוליאתילן בצפיפות נמוכה (PE) יאוחסנו לפני סינון וניתוח במעבדה. הסינון נעשה באמצעות מכשיר סינון microplastic בהזמנה אישית המכיל נתיק המפרקים האיחוד שוכנו הנפות רשת ניילון, מעורב תאית אסתר ממברנה מסננים. הנפות רשת ומסננים ממברנה נבחנו עם stereomicroscope לכמת ולהפריד חלקיקים microplastic וסיבים. חומרים אלה נבחנו ואז באמצעות השתקפות הכולל מיקרו-הקלוש של התמרת פורייה, אינפרא-אדום ספקטרומטר (ATR מיקרו-FTIR) כדי לקבוע את סוג הפולימר microplastic. שחזור נמדדה על ידי spiking דגימות באמצעות חלקיקים כחולים PE וסיבי ניילון ירוקה; שחזור אחוז היה נחוש בדעתו להיות 100% עבור חלקיקים ו- 92% עבור סיבי. פרוטוקול זה ידריך מחקרים דומים על microplastics בנהרות בדחיסות גבוהה עם ריכוזים גבוהים של משקעים. עם שינויים פשוטים משאבת סחרור, התקן סינון, משתמשים יכולים לאסוף ולנתח אחסון מדגם וגדלים חלקיקים שונים.

Introduction

פלסטיק נצפתה לראשונה ב האוקיינוס מוקדם ככל השלושים1. האומדנים העדכניים של טווח שנשטפו פלסטיק מעל טון מטרי 243,000 (MT) פלסטיק על פני השטח של האוקיינוס כדי 4.8-12.7 מיליון MT של פלסטיק הזנת האוקיינוס מן ארצי מקורות מדי שנה2,3. לימודי שנשטפו פלסטיק התמקדו macroplastics (> 5 מ מ קוטר) כפי שהם גלויים בקלות, הניתנת לכימות. עם זאת, לאחרונה התגלה כי macroplastics מייצגים < 10% של פסולת פלסטיק, לפי הספירה, האוקיינוס, המציינת כי רובם המכריע של פסולת פלסטיק microplastic (< בקוטר 5 מ מ)2.

Microplastics מסווגות לשתי קבוצות: microplastics ראשיים ומשניים. Microplastics הראשי מורכב פלסטיקים מיוצרים בקוטר < 5 מ מ כוללים nurdles, כדורי raw נהגה להכין מוצרי צריכה, גרגרי משמש exfoliants במוצרי טיפוח אישי (למשל, לשטוף פנים, פילינג גוף, משחת שיניים), ו המירוק או סיכה בענף. Microplastics משניים נוצרים בתוך הסביבה כמו פיצול קבצים גדולים יותר פסולת פלסטיק על ידי פוטוליזה, שחיקה, פירוק מיקרוביאלי4,5. סיבים סינתטיים נמצאים גם microplastics משני, דאגה גוברת. בגד אחד יכול לשחרר > סיבים 1,900 לרחוץ מכונת הכביסה במשקי בית6. הסיבים האלה, כמו גם גרגרי של מוצרי טיפוח אישי, נשטפים ומטה מתנקז לתוך מערכת הביוב לפני הכניסה טיפול בשפכים. מרפי (2016) מצא כי טיפול בשפכים הצמח משרת אוכלוסייה של 650,000 מופחת ריכוז microplastic 98.4% מ influent אל בשפכים, אך microplastics 65 מיליון נותרו למטעי sludge כל יום7. אפילו עם אחוזים גבוהים של microplastics הוסר במהלך תהליכי טיפול, מיליונים, ואולי מיליארדים, של microplastics עוברים טיפול בשפכים מדי יום והזן פני המים קולחים6,8 ,9,10,11.

עקב שחרור הסביבה שלהם, microplastics נמצאו ברקמות במערכת העיכול, מערכת הנשימה של אורגניזמים ימיים לאורך כל רמות הזנה12,13,14,15. ההשפעה שלהם לאחר ספיגת הוא משתנה, עם כמה מחקרים התבוננות לא נזק, בעוד אחרים להדגים תופעות רבות כגון הפיסיקליות והכימיות רקמת נזק4,6,14,15. בזכות תגליות אלה, עניין בתחום זה גדל חמשת העשורים האחרונים. עם זאת, יש רק לאחרונה החלו לכמת פסולת פלסטיק, במיוחד microplastics, במערכות מים מתוקים, כגון נהרות ואגמים, או להעריך את ההשפעה על אורגניזמים מגורים אלה בתי גידול12,16, מחקרים 17,18. הנהרות הם המקור העיקרי של פסולת פלסטיק שנמצאו באוקיינוס כפי שהם מקבלים השפכים למטעי, נגר מים עיליים המכילות microplastics ו- macroplastics.

פרוטוקול מפורט כאן יכול לשמש כדי לאסוף דגימות microplastic סחיפה רשתות בהם לא ריאלי; באופן ספציפי, בסביבות מימיות עם ריכוזים גבוהים של מהמשקעים וגדולים צף פסולת כמו נהר המיסיסיפי. פרשת המים נהר המיסיסיפי הוא אחד הגדולים בעולם, יש אוכלוסיה של > 90 מיליון איש, סביר להניח שזה אחד המקורות הגדולים ביותר של פסולת פלסטיק ל19,האוקיינוס20. בכל שנה, נהר המיסיסיפי פולט ממוצע של 735 ק3 של מים מתוקים לתוך מפרץ מקסיקו, יחד עם ריכוזים גבוהים של מהמשקעים (~ 60 כדי > 800 מ ג/ליטר) פסולת גדולה13,21. נאספו דגימות מים בעומק שני (קרי, פני השטח, עומק 0.6) במקומות שונים לאורך נהר המיסיסיפי ובשלוחותיו במיכלים שקופים 1 ליטר פוליאתילן בצפיפות נמוכה (PE) באמצעות משאבה סחרור. במעבדה, הדגימות היו מסונן באמצעות הנפות רשת ניילון ומסננים ממברנה אסתר תאית מעורב בו זמנית עם צילינדר פוליוויניל כלוריד (PVC) מ מ 63.5 בהזמנה אישית (2.5 ב) עם מפרקים האיחוד להוספת הנפות ומסננים22. ההכללה של האיגודים PVC במתקן סינון מאפשרת סינון על-ידי רבים או מעטים חלקיקים בגודל כיתות כרצונכם. בנוסף, זה יכול לשמש כדי ללכוד microplastic פסולת אל תת מיקרון גדלים באמצעות ממברנה מסננים כשלמדתי סיבים סינתטיים. לאחר סינון, הדגימות היו יבשים, פלסטיקה החשודים היו מזוהה וממוינות רשת הנפות, ממברנה מסננים תחת stereomicroscope. פלסטיקה חשד נבחנו ואז באמצעות מיקרו-הקלוש הכולל השתקפות ספקטרוסקופיית מעבר פורייה (ATR מיקרו-FTIR) כדי לסלק חומרים סינתטיים שאינם או לקבוע סוג הפולימר. בהתחשב גודל החלקיקים microplastic וסיבים, זיהום הוא דבר שבשגרה. מקורות זיהום לכלול בתצהיר אטמוספרי, ביגוד, ציוד שדה ו- lab, כמו גם יונים (DI) מים מקורות. מספר השלבים הינם כלולים בכל פרוטוקול כדי לצמצם זיהום ממקורות שונים בעת ביצוע כל שלבי המחקר.

Protocol

1. מים דוגמה אוסף

  1. לאסוף דגימות מים ומים איכות הנתונים עניין בסירה בנהר איפה היטב מעורבות, אידיאלי במקומות שבהן בשלב נהר או הפרשות ידוע (למשל, ארצות הברית סקר גיאולוגי (USGS) מודד תחנות). 20 על מנת להבטיח כי המים הוא מעורבב היטב, מדריך את הספינה באמצעות מד כף שקוע בתוך הנהר שבו מוליכות נשאר יחסית קבוע.
  2. אתרי הדגימה, קואורדינטות מיקום הרשומה ו עומק. כדי למצוא את 0.6-העומק, פשוט להכפיל את עומק הכולל על ידי 0.6. מדד איכות מים פרמטרים מעניינים (למשל, עכירות, טמפרטורה, מוליכות, pH, חמצן מומס (DO)) באמצעות מד כף יד. כדי למדוד את הפרמטרים, משאבות המים דגימה מן העומק הרצוי לתוך מיכל רחב-הפה באמצעות את משאבת סחרור ולקחת מיד את המידות (שלב 1.5).
  3. השתמש משאבה סחרור עם אבובים להשיג דגימות מן השטח 0.6-עומק. לצרף את האורך הנכון אבובים המשאבה על העומק נתון.
    1. בשל זרמים חזקים במערכות הנהר, לצרף 6.4 מ מ מרותך רשת לאורך צינור המשאבה באמצעות קשרים zip כדי לעזור משקל הצנרת. בקצה השלשלת, מקום גוש בניינים משקל או מלט במשקל נוסף בשרשרת והרכבה אבובים.
      התראה: לא לצרף את הבלוק משקל או מלט ישירות לאורך צינור המשאבה.
  4. חבר את הקצה קולחים של הצנרת מעל הקצה של הסירה, הרחק בגדים שיכול לשפוך סיבים. הורידו לאט בסוף influent הצנרת לעומק הרצוי (קרי, פני השטח או עומק 0.6). לאחר מכן הפעל את המשאבה ברוורס לטהר את הצנרור עם אוויר במשך לפחות 30 s. לאחר טיהור אוויר, הפוך את כיוון המשאבה ולשטוף את הצנרור עם דגימת מים מן העומק הרצוי תוך מתן אפשרות למים לנקז החוצה מהסירה או לתוך מיכל פסולת. לעצור את המשאבה לאחר כבר שטפה את הצנרור לפחות ב-30 s.
  5. יש לשטוף את מיכל המשמש למדידות איכות מים שלוש פעמים עם דגימת מים, זורקים למים לשטוף בכל פעם. ברגע שטף, למלא את המיכל במים מדגם ולמדוד את הפרמטרים של איכות מים עניין באמצעות מד כף יד (שלב 1.2).
  6. לאסוף את subsample microplastic על-ידי הצבת למסקנות צינורות לתוך מיכל 1 ליטר עם תוויות, כי יש נשטפת לפחות 250 מ של מים DI שלוש פעמים. לאחר מכן, לשטוף את המיכל שלוש פעמים נוספות עם המים לדוגמה, השמטת למים לשטוף בכל פעם. ברגע המכולה microplastic שוטפים, למלא זה הדגימה.
  7. באמצעות אותה שיטה משאבת סחרור המתוארים שלב 1.6, אוספים של subsample עבור מוצקים על תנאי מוחלט (TSS) בבקבוק 250 מ ל שכותרתו, כי יש נשטפת לפחות 100 מ ל מים DI שלוש פעמים. לשטוף את הבקבוק שלוש פעמים נוספות עם דגימת מים, השמטת למים לשטוף בכל פעם. ברגע המכולה TSS שוטפים, למלא זה הדגימה.
  8. לאסוף שדה triplicates ומקומות ריקים לפחות פעם ביום בשדה, באופן זהה המתואר מדרגות 1.6-1.7, למטרות בקרה (QA/QC) איכות אבטחת/איכות. כדי לאסוף ריק, להביא שני מיכלים 1 ליטר של די מים אל השדה. לאחר טיהור לאורך צינור משאבת אוויר, פתיחת המכולה הראשונה די מים ולשטוף את צינור המשאבה באמצעות השיטה המתוארת בשלב 1.4. ברגע הצנרת שוטפים, פתח המיכל השני די מים, לנפח את זה לתוך מיכל 1 ליטר ריק בקבוק 250 מ ל microplastic, TSS כדורי סרק, בהתאמה.
  9. לאחסן את microplastic ואת TSS subsamples על הקרח עד חוזר למעבדה, שם הם יאוחסנו ב-20 ° C עד שהם יעובדו.
    התראה: הקפד להשאיר מרחב הראש ב המכולות מדגם כך הם לא פגומים עקב הרחבת קרח בעת הקפאת.
    הערה: ניתן להשהות את הפרוטוקול פה.

2. TSS נחישות

  1. שיטת השימוש ארצות הברית הסוכנות להגנת הסביבה (USEPA) 160.2 כדי לקבוע TSS עם subsamples 250 מ ל אסף שדה23. השווה את הערכים המחושבים TSS בפלסטיק סה כ נמצאו.

3. Microplastic סינון התקן הרכבה

  1. שטפים היטב את סינון לפי התקן, ניילון רשת הנפות (איור 1) שלוש פעמים לפחות 250 מ של מים DI. מניחים רשת הנפות בגדלים נקבובית הרצוי (לדוגמה, 50 מיקרומטר, 100 מיקרומטר, מיקרומטר 300, 500 מיקרומטר) תוך איחוד כל משותפת עם נקבוביות בגודל הפחתת מהחלק העליון לחלק התחתון של המכשיר סינון (איור 1 א'). חותם כל האיחוד משותפת בחוזקה כדי למנוע דליפה.
  2. מקפלים את מעורבות תאית אסתר ממברנה המסננים (142 מ מ קוטר) של size(s) נקבובית הרצוי (למשל, 0.45 מיקרומטר) לצורת קונוס ולמקם אותו לתוך המכשיר סינון:
    הערה: קיפול המסנן ממברנה תספק יותר שטח פנים כדי למנוע סתימת של המסנן.
    1. הרטב את המסנן ממברנה במים DI. בעודם לחים, מקפלים את המסנן ממברנה לצורת קונוס בקוטר שמתאימים לתוך המכשיר סינון. כמו כן, מקפלים שפה קטנה בשולי קונוס כך שיתאימו לפסגה של האיחוד משותפת (איור 1B).
      התראה: בטח ניתן להרטיב את המסנן ממברנה לפני קיפול כדי למנוע קורע.
    2. המקום סל רשת נירוסטה אל האחרון ברית משותפת (איור 1C). בזהירות המקום המסנן קרום בצורת חרוט לתוך הסל (איור 1D). מקפלים את השפה של המסנן ממברנה מעל קצה האיחוד משותפת.
      הערה: סל רשת תמיכה המסנן ולהפחית שבירה ברגע ואקום הוחל.
  3. המקום רשת ניפוי עם הגודל הקטן ביותר נקבובית הרצוי (לדוגמה, 50 מיקרומטר) על גבי למסנן ממברנה של משותפת האיחוד האחרון ראה באיור1.
    הערה: זה יספק תמיכה נוספת כדי להחזיק את המסנן ממברנה במקום במהלך סינון.
  4. לאחר כל המפרקים האיחוד חתומות בחוזקה, לצרף את הצינור מהחלק העליון של הבקבוק סינון לבסיס של התקן סינון. אז לצרף את הצינור מהצד של הבקבוק סינון משאבת ואקום כמופיע באיור2.

figure-protocol-5222
איור 1 : הרכבה של התקן סינון. (א) המכשיר סינון מורכב על-ידי הצבת רשת הנפות של גודל הנקבוביות הרצוי לתוך המפרקים האיחוד העליון. (B) התאית מעורבת אסתר ממברנה את המסנן חייב להיות מקופלת בצורת חרוט כדי להתאים את הקוטר של התקן סינון; קונוס צריך לכלול lip קטן כדי להתאים מעבר לקצה של האיחוד משותפת כדי לאבטח את המסנן במקום. סל רשת (ג) A ימוקם האיחוד כדי להוסיף יציבות המסנן ממברנה. (ד) המסנן ממברנה מקופל מתווסף סל רשת, הגודל הקטן ביותר של מסננת רשת ממוקמת מעל החלק העליון של המסנן ממברנה. התקן סינון (E) שהורכב במלואו. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

figure-protocol-6160
איור 2 : הרכבה של הבקבוק, משאבת סינון. בקבוקון סינון מחובר למתאם סינון מכשיר ואקום באמצעות אבובים ויניל ברורה. . הבקבוק סינון מחובר ואז משאבת ואקום. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

4. דוגמת סינון

  1. לאסוף את הציוד החסר לפני סינון בכל פעם שהמכשיר מורכב. לשטוף ביסודיות את ההתקן שלוש פעמים לפחות 250 מ של מים DI לפני הריק נאסף. אלה כדורי סרק נאספים באמצעות השלבים המתוארים בשלבים 4.2-4.4.
  2. הפעל את משאבת ואקום. ודא כי הלחץ על משאבת ואקום לא תחרוג 127 מ מ כספית, או המסנן ממברנה יכולה לקרוע.
    התראה: בהתאם לקצב הזרימה של מדגם סינון, לחץ יכול להגדיל בתוך המכשיר סינון אם משקעים שסותם את הנפות רשת או מסננים ממברנה. זה שעשויה להוביל קרע במסנן ממברנה לפני שהגיע קריאה של 127 מ מ כספית. מסיבה זו, לצפות את הלחץ באופן הדוק זה ייתכן צורך להתאימם מתחת 127 מ מ כספית על בסיס מדגם על ידי דגימה.
  3. להשתמש צילינדר 500 מ"ל, בוגר, טריפל שטפה עם פחות 250 מ של מים די, כדי למדוד את הנפח הכולל של המדגם. להקליט את עוצמת הקול, להעביר את הדגימה משורה המכשיר סינון.
    התראה: בהתאם לגודל של דגימת מים ואת הבקבוק סינון, הבקבוקון סינון ייתכן שתצטרך תתרוקן מספר פעמים במהלך סינון לדוגמה.
    1. כדי לרוקן את הבקבוקון סינון, כבה את המשאבה ואת לנתק את הצינורות שני מן הבקבוק. רוקן את הבקבוק לתוך מיכל פסולת נפרדים.
      התראה: מאחסנים את המים מדגם מסוננות עד המדגם כולו סוננו, הוא אישר כי המסנן ממברנה היא ללא פגע.
    2. כדי להמשיך את מחזור סינון, לחבר את הצינורות אל הבקבוק סינון, כמתואר בשלב 3.4, והפעל את המשאבה.
  4. ברגע המדגם כולו סוננו, לשטוף את המיכל לדגימות ואת משורה שלוש פעמים לפחות 250 מ של מים DI. לאחר כל שטיפה, לסנן את המים ולשטוף את המכולה, משורה כדי להבטיח כל החלקיקים עברו סינון.

5. פירוק התקן סינון Microplastic

  1. יש לשטוף את הקירות של התקן סינון שלוש פעמים לפחות 250 מ של מים די כדי להבטיח כי כל החלקיקים עברו סינון, אף אחד לא נשאר על המכשיר סינון.
  2. לבטל את משאבת ואקום, ואז בזהירות להתיר ולנתק את האיחוד הראשון. להדליק את המשאבה ולהשתמש בקבוק שטיפת די מים לשטוף את הקצוות של מפרק האיחוד. רחץ חלקיקים בקצוות של מסננת רשת למרכז כדי להבטיח כי הם כולם נאספים.
  3. המשאבה ומסירים מסננת רשת בזהירות עם מלקחיים נקי, מוודא לא לגעת. החלקיקים על פני השטח של מסננת רשת. מניחים מסננת רשת צלחת פטרי מקורה ויבש זה ב ᵒC 60 במשך 24 שעות ביממה. ברגע יבש, דוגמאות ניתן לאחסן עד ניתוח יכול להתחיל.
  4. חזור על הצעדים 5.1-5.3 כל מפרק האיחוד דיור מסננת רשת.
  5. לאיחוד האחרון משותפת כי בתי מסנן רשת מסננת, קרום, חזור על שלבים 5.1-5.3 על מסננת רשת.
    התראה: היה זהיר בעת שטיפה מסננת רשת שינוי, כמו לדוגמה ייתכן שיאבדו אם לשטוף תחת המסנן ממברנה.
  6. להפעיל את משאבת ואקום ולשטוף את הקצוות של המסנן ממברנה בעזרת בקבוק שטיפת מים DI. רחץ חלקיקים בקצוות של המסנן ממברנה למרכז כדי להבטיח שהמדגם המלא מסוננת. לפני הסרת קרום המסנן, ודא כי כל המים עבר דרך זה ואיגום כי אין מים הוא על פני השטח שלו.
    התראה: שוב, היה זהיר בעת שטיפה המסנן קרום כמו לדוגמה ייתכן שיאבדו אם לשטוף תחת זה.
  7. בזהירות הסר ולאחר לגולל את המסנן קרום עם המלקחיים. מניחים את המסנן ממברנה לתוך צלחת פטרי או מעטפת רדיד מתאים הקוטר שלה.
    הערה: המסנן ממברנה חייב להיות לח תוך מטופל כדי למנוע קריעה.
  8. יבש את המסנן ממברנה מכוסה בתנור-60 ᵒC במשך 24 שעות ביממה. לאחר יבש, אחסן דגימות עד ניתוח יכול להתחיל.
    הערה: ניתן להשהות את הפרוטוקול פה.

6. ניתוח חלקיקים

  1. להשאיר את מסננת רשת או קרום לסנן בצלוחית הפטרי ולהסיר רק את המכסה כדי להתחיל לבחון את הדגימה עבור microplastics. פעולה זו תבטיח כי אם חלקיקים כלשהם ליפול רשת נפה או קרום המסנן שהם יישארו בצלוחית הפטרי, אשר יכול להיות מנותח לאחר כל החלקיקים יוסרו מהמסנן נפה או קרום רשת.
  2. לבחון את רשת נפה או קרום המסנן תחת stereomicroscope (14-90 X הגדלה) כדי לזהות חשד חומר חלקיקי פלסטיק וסיבים. השתמש הקריטריונים הבאים בשעת זיהוי פלסטיק חשד: אין המבנה התאי, סיבים שווה ובעובי הינם חלקיקים הם לא נוצצים24.
  3. להסיר כל חשד פלסטיק רשת נפה או קרום המסנן, למקם אותם לתוך בקבוקון אוסף המכיל 70% אתנול. להקליט את הצבע ואת הצורה (למשל, חלקיקים, סיבים, סרט, וכו ') כל חשד פלסטיק.
  4. לאחר כל חשד פלסטיק הם להסיר את המסנן נפה או קרום של רשת, לכמת, לבחון המכסה והן בתחתית הפטרי בעקבות צעדים 6.2-6.3.
  5. לאחר רשת השינוי נפה או ממברנה מסנן, פטרי נבדקו, כל חשד פלסטיק הוסר, לכמת, למקם את החלקיקים או סיבים של המבחנה אוסף לשקופית מצופה אלומיניום 12 חריץ עבור ניתוח שימוש של מיקרו ATR-FTIR.
    הערה: . זה לא תמיד אפשרי לבחון כל פלסטיק חשד על המיקרו ATR-FTIR לכן, "אסטרטגית לבחור" הסכום ינאם מטרות המחקר ועל חריגות חשד פלסטיק (למשל, מספר גבוה של סיבים דומים או חלקיקים)25. באופן כללי, הבדיקה כפי שרבים חשדו פלסטיק ככל האפשר, אבל לא פחות מ 20%.
    1. ברגע פלסטיק חשד מנותחים באמצעות מיקרו ATR-FTIR, שימוש ספקטרלי מסדי נתונים כדי לקבוע אם מדגם נתון פלסטיק ו, אם כן, לקבוע סוג הפולימר של הפלסטיק.

תוצאות

כדי לאמת את שיעורי ההחלמה של פרוטוקול זה, שלוש דוגמאות (V1-V3) ממפרץ Oso, בקורפוס קריסטי טקסס (סמוך טקסס A & M באוניברסיטת קורפוס קריסטי הקמפוס), היו מתובל 10 חלקיקים כחולים PE (הנע בין 50-100 מיקרומטר ב קוטר) 50 סיבי ניילון ירוקה באורכים שונים (איור 3). TSS המדג...

Discussion

אוסף Microplastic באמצעות רשתות הסחף הוא השיטה המקובלת בסביבות כמו האוקיינוס משקעים וריכוזי פלסטיק איפה אחסון נמוך, ולכן דרישת מדגם גדולים. עם זאת, הסחף רשתות אינם תמיד מעשי או בטוח נהרות עם המון משקעים גבוהה, צף גדול או פסולת מימיות. בנוסף, זה לא ריאלי לשימוש ברשת להיסחף כאשר מנסה ללכוד ולכמת בא?...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

הפרויקט אשר הוקמה פרוטוקול זה מומן על ידי לאומי אושיאניק ואת האטמוספירה המינהל (NOAA) פסולת ימאות (# NA16NO29990029). אנו מודים Miles קורקוראן הלאומית למחקר נהרות מעולה, מרכז חינוך (NGRREC) ב- Alton, אילינוי, על עזרה עם בחירת אתר תפעול הסירה. שדה ו- lab שהעבודה הושלמה עם העזרה של קמיל באקלי, מייקל Abegg, יאשיהו ריי ו וגנר רבקה.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1L Cubitainer Containers, Low-Density PolyethyleneVWR89094-140Containers used to collect and store samples.
2-1/2" Clear Schedule 40 Rigid PVC PipeUnited States Plastic Corporation34138The PVC pipe used to make the device comes as an 2.43 m pipe. The pipe was then cut to the desired lengths for each section seperated by union joints. Section lengths were decided by predicting smaller pore sizes would clogg the device quicker. Longer sections were placed above the smaller pore sizes to collect and hold water to prevent needing to disassemble the device to change a filter while a sample remained in the device. For one filtration device one 18 in, one 12 in, and two 6 in peices are needed.
2-1/2" PVC SCH 40 Socket Union Supply House457-025Union joints were glued to PVC pipe to house nylon sieves and mixed cellulose membranes.
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, Opaque Off-White, 12" Width, 12" Length, 500 microns Mesh Size, 38% Open Area (Pack of 5)Small Parts via AmazonCMN-0500-C/5PK-05Mesh sheets were cut into circles to match the diameter of the outer diameter of the PVC pipe. The edges were glued to esure no fraying would occur. The glue 's diamter should not extend into the inner diameter of the PVC so that it will not be affected during filtration. 
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, Opaque White, 12" Width, 12" Length, 100 microns Mesh Size, 44% Open Area (Pack of 5)Small Parts via AmazonB0043D1TB4Mesh sheets were cut into circles to match the diameter of the outer diameter of the PVC pipe. The edges were glued to esure no fraying would occur. The glue 's diamter should not extend into the inner diameter of the PVC so that it will not be affected during filtration. 
Nylon 6 Woven Mesh Sheet, Opaque White, 12" Width, 12" Length, 50 microns Mesh Size, 37% Open Area (Pack of 5)Small Parts via AmazonB0043D1SGAMesh sheets were cut into circles to match the diameter of the outer diameter of the PVC pipe. The edges were glued to esure no fraying would occur. The glue 's diamter should not extend into the inner diameter of the PVC so that it will not be affected during filtration. 
Mixed Cellulose Ester Membrane, 0.45um, 142mm, 25/pkVWR10034-914Mixed cellulose membrane filter with 0.45 um was used as the last filter. A large diameter was used to allow the filter to be folded into a cone to increase surface area of the filter to prevent clogging. 
Metal Mesh Basket Tea Leaves Strainer Teapot Filter 76mm Dia 3pcsUxcell via Amazona15071600ux0260The mesh basket used to provide extra support for the membrane filter to prevent tearing when pressure was applied by a vacuum pump.
1/2" PVC Barbed Insert Male AdapterSupply House1436-005A vacuum adapter was added to allow vacuum filtration in the case of slow filtration due to high sediment concentration.
1/2 in. O.D. x 3/8 in. I.D. x 10 ft. PVC Clear Vinyl TubeHome Depot702229Tubing used to connect the vacuum pump to the filtration device.
YSI Professional Plus Multiparameter Instrument with Quatro CableYSI6050000Handheld meter used to measure additional water quality parameters parameters (e.g., turbidity, temperature, conductivity, pH, and dissolved oxygen (DO)).
2100P Portable TurbidimeterHach4650000Handheld meter used to measure turbidity.
FEP-lined PE tubingGeotech87050529Tubing used with perestaltic pump to collect water samples from desired depths.
Geopump Peristaltic Pump Series IIGeotech91350123Pump used to collected water samples.
MeiJi Techno EMZ-8TR MicroscopeMicroscope.comEMZ8TR-PLS2Microscope used analyze mesh sieves and membrane filters to quanitfy suspect microsplastics.
Nicolet iS10 FTIR SpectrometerThermo Electron North America912A0607FTIR used to analyze suspect microplastics.
Nicolet iN5 FTIR microscopeThermo Electron North America912A0895FTIR microscope used to analyze suspect microplastics.
Germanium (Ge) ATRThermo Electron North America869-174400Geranium ATR accessory used along with the Nicolet iN5 FTIR microscope to analyze suspect microplastic.
Aluminum EZ-Spot Micro Mounts (Pkg of 5)Thermo Electron North America0042-545Microscope slides used along with the Nicolet iN5 FTIR microscope to analyze suspect microplastic.
Aluminum Coated Glass Sample SlidesThermo Electron North America0042-544Microscope slides used along with the Nicolet iN5 FTIR microscope to analyze suspect microplastic.

References

  1. Fowler, C. W. Marine debris and northern fur seals: A case study. Marine Pollution Bulletin. 18, 326-335 (2015).
  2. Eriksen, M., et al. Plastic pollution in the world's oceans: More than 5 trillion plastic pieces weighing over 250,000 tons afloat at sea. PLoS One. 9 (12), e111913 (2014).
  3. Jambeck, J. R., et al. Marine pollution. Plastic waste inputs from land into the ocean. Science. 347 (6223), 768-771 (2015).
  4. Andrady, A. L. Microplastics in the marine environment. Marine Pollution Bulletin. 62 (8), 1596-1605 (2011).
  5. 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).
  6. Browne, M. A., et al. Accumulation of microplastic on shorelines worldwide: Sources and sinks. Environmental Science & Technology. 45 (21), 9175-9179 (2011).
  7. Murphy, F., Ewins, C., Carbonnier, F., Quinn, B. Wastewater treatment works (WwTW) as a source of microplastics in the aquatic environment. Environmental Science & Technology. 50 (11), 5800-5808 (2016).
  8. Zubris, K. A., Richards, B. K. Synthetic fibers as an indicator of land application of sludge. Environmental Pollution. 138 (2), 201-211 (2005).
  9. Fendall, L. S., Sewell, M. A. Contributing to marine pollution by washing your face: Microplastics in facial cleansers. Marine Pollution Bulletin. 58 (8), 1225-1228 (2009).
  10. Gregory, M. R. Plastic 'scrubbers' in hand cleansers: A further (and minor) source for marine pollution identified. Marine Pollution Bulletin. 32 (12), 867-871 (1996).
  11. Bayo, J., Olmos, S., López-Castellanos, J., Alcolea, A. Microplastics and microfibers in the sludge of a municipal wastewater treatment plant. International Journal of Sustainable Development and Planning. 11, 812-821 (2016).
  12. McCormick, A., Hoellein, T. J., Mason, S. A., Schluep, J., Kelly, J. J. Microplastic is an abundant and distinct microbial habitat in an urban river. Environmental Science & Technology. 48 (20), 11863-11871 (2014).
  13. Farrell, P., Nelson, K. Trophic level transfer of microplastic: Mytilus edulis (L.) to Carcinus maenas (L.). Environmental Pollution. 177, 1-3 (2013).
  14. Rochman, C. M., et al. Scientific evidence supports a ban on microbeads. Environmental Science & Technology. 49 (18), 10759-10761 (2015).
  15. Taylor, M. L., Gwinnett, C., Robinson, L. F., Woodall, L. C. Plastic microfibre ingestion by deep-sea organisms. Scientific Reports. 6, 33997 (2016).
  16. Mani, T., Hauk, A., Walter, U., Burkhardt-Holm, P. Microplastics profile along the Rhine River. Scientific Reports. 5, 17988 (2015).
  17. Morritt, D., Stefanoudis, P. V., Pearce, D., Crimmen, O. A., Clark, P. F. Plastic in the Thames: a river runs through it. Marine Pollution Bulletin. 78 (1-2), 196-200 (2014).
  18. . National Park Servies Available from: https://www.nps.gov/miss/riverfacts.htm (2017)
  19. . United States Census Bureau Available from: https://www.census.gov/geo/maps-data/data/tiger-data.html (2010)
  20. . United States Geological Survey (USGS) Available from: https://waterdata.usgs.gov/nwis/rt (2016)
  21. Grimes, C. B. Fishery Production and the Mississippi River. Fisheries. 28 (8), 17-26 (2001).
  22. Talvitie, J., et al. Do wastewater treatment plants act as a potential point source of microplastics? Preliminary study in the coastal Gulf of Finland, Baltic Sea. Water Science and Technology. 72 (9), 1495-1504 (2015).
  23. . . United States Environmental Protection Agency (USEPA) Method 160.2: Residue, Non-filtereable (Gravimetric, Dried at 103-105C). , (1971).
  24. Nor, N. H., Obbard, J. P. Microplastics in Singapore's coastal mangrove ecosystems. Marine Pollution Bulletin. 79 (1-2), 278-283 (2014).
  25. Woodall, L. C., Gwinnett, C., Packer, M., Thompson, R. C., Robinson, L. F., Paterson, G. L. Using a forensic science approach to minimize environmental contamination and to identify microfibres in marine sediments. Marine Pollution Bulletin. 95 (1), 40-46 (2015).
  26. . . S. 1424 - 114th Congress: Microbead-Free Waters Act of 2015. , (2015).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

137Microplastics

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved