Name: protocol for microplastics sampling on the sea surface and sample analysis
Uploaded: 2016-12-16T15:00:00
Duration: 10 min 16 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis at JoVE.com

Развитие этого протокола была основана Программой сотрудничества МПА Адриатическая приграничному 2007-2013, в рамках проекта DeFishGear (1 °, ул / 00010).

1. Отбор проб microplastics на поверхности моря <ol><li> Развертывание Манта сетку с борта судна с помощью стрелы спинакер или »A-кадр« с помощью линий и карабины. </li><li> Развертывание Манта сеть из кильватерной зоны (примерно 3 - 4 м. Расстояние от лодки) с целью предотвращения сбора воды, пострадавших от турбулентности внутри зоны следа. </li><li> Запишите начальные координаты GPS и начальное время в техпаспорте. </li><li> Начните двигаться в одном прямом направлении со скоростью ок. 2 - 3 узла в течение 30 мин и начать измерение времени. </li><li> Через 30 минут остановить лодку и записать окончательные координаты GPS, длина маршрута (самый правильный путь, чтобы вычислить длину от Координирует GPS) и среднюю скорость лодки в техпаспорте при условии и поднимите Manta сеть из вода. </li><li> Ополосните Manta сеть тщательно от внешней сети с морской водой с помощью погружного насоса или воду из лодки ватер резервуар. Полоскание в направлении от Manta рта до конца трески, чтобы сконцентрировать все частицы, прилипшие к сети в конце трески. Примечание: Никогда не сполоснуть образец через отверстие сетки для предотвращения загрязнения. </li><li> Безопасное извлечение конца трески и просеять образец в трески конец через 300 мкм размером меш сито или менее. </li><li> Полоскание кутце тщательно снаружи, так и влить остальную часть образца через сито. Повторите этот шаг, пока не останется больше никаких частиц внутри конца трески. </li><li> Концентрат весь материал на сите в одной части сита. </li><li> При использовании воронки, промыть сито в стеклянную банку или пластиковую бутылку с использованием 70% этанола. </li><li> Закройте бутылку, протрите его бумажным полотенцем и маркировать крышку и снаружи банку с именем образца и датой с водонепроницаемым маркером (вы должны поставить вторую метку написанную карандашом на Velum бумаге в банке, чтобы избежать возможной потери изназвание образца из-за стертой этикетки на банку). Перенести меченого пластиковую бутылку в прохладную коробку. Обратите внимание на общие условия отбора проб: Скорость ветра не должна быть больше, чем 2 Бофорта, так как волны слишком высоки, а сеть не стабильна на поверхности моря. Важно, чтобы поддерживать устойчивый линейный ход с постоянной скоростью в течение тралов. Половина Манта чистого открытия должна быть погруженными во время отбора проб. Продолжительность отбора проб должна составлять 30 мин (в тех случаях, когда имеется большое количество натурального материала, например, планктон цветения, продолжительность отбора проб может быть короче). Избегайте использования пластиковых инструментов и контейнеров. Избегайте синтетической одежды (например, флис), канаты и контакт Manta сети с судна, чтобы предотвратить загрязнение образца. Будьте очень осторожны, чтобы не повредить Манта сеть или корпус лодки при развертывании и захватив сеть. </li></ol> 2. Разделение microplastics из образцов морской поверхности <ol><li> Если образец не содержитлюбые элементы размером более 25 мм и, как представляется, чистый, по-прежнему непосредственно с шага 3. </li><li> Налейте образец через (размер сетки мкм ≤300) сито и удалить все природные или искусственные объекты помет размером&gt; 5 мм (макро и меццо помета) из образца, используя визуальную идентификацию и пинцет. Соблюдайте осторожность, чтобы тщательно споласкивать каждый удаленный объект с дистиллированной водой, чтобы удалить любой мусор микропластической пристали к нему. Храните все природные и искусственные объекты для мусора в отдельных контейнерах. Сушат все природные и искусственные объекты для мусора в эксикаторе (или на открытом воздухе, но в закрытой посуде) и взвесить их. Определить все объекты для мусора&gt; 25 мм (макро мусор) в соответствии с Master Список категорий Урны Пункты 16. </li><li> После удаления всех крупных объектов, сконцентрировать все оставшиеся части в одной части сита с использованием Брызги бутылок или водопроводной воды. Налейте образец в стеклянном контейнере с использованием минимального количества 70% этанола с помощью Funnэль. Примечание: На этом этапе использование 70% этанола имеет решающее значение для сохранения образца. Также на этапе визуального осмотра образца, этанол способствует обесцвечиванию организмы и красочные пластмассы, поэтому становится легче найти. </li><li> Возьмите небольшое количество образца (подвыборки) и вылить ее в стеклянную чашку Петри. Анализ образца с использованием стереомикроскопа (20 - 80-кратный зум) и поиск микропластических частиц. </li><li> Каждая микропластической частица должна быть классифицированы в одну из категорий, перечисленных в таблице 1 и помещают в чашку Петри или других стеклянных флаконах, помеченный название категории. Чашку Петри должен быть закрыт в любое время. Примечание: При разделении microplastics из вашего образца консервативны и выбрать больше, а не меньше частиц для анализа. Реальная химическая структура частиц по-прежнему будет определяться позже. Обязательно анализировать большие объекты со всех сторон, как microplastics может застрять и, следовательно, скрыты под более крупных предметов.Она также может быть полезным, чтобы переместить уже анализируемые объекты на одной стороне чашки Петри. </li><li> Поместите чашку Петри под микроскопом с измерительного оборудования (окуляр линейки калиброванный по микрометра слайд или программного обеспечения для анализа изображений) и измерить размер каждой частицы (измерения самой длинной диагонали), за исключением нитей, и обратите внимание на его цвет. Каждый подвыборка должен быть рассмотрен другим лицом. Будьте осторожны, чтобы промыть стеклянный контейнер, содержащий образец таким образом, чтобы все частицы, прилипшие к стеклянным стенкам промывают в чашку Петри. </li><li> Взвесить микропластической частицы каждой категории по отдельности с использованием аналитической шкалы. Микропластической частицы должны быть высушены перед взвешиванием. Замкнутый Петри можно поместить в эксикатор или образцы могут быть оставлены, чтобы высохнуть в закрытой посуде до частиц стала сухой (вес закрытой чашке Петри с частицами постоянна). </li><li> Определение микро мусор. При анализе образца в поисках microplastics, пожалуйста, считают, чтонекоторые частицы будут легко видны (цвет, форма, размер) в то время как другие могут быть сложнее найти. Ниже приведены несколько особенностей, которые идентифицируют микропластической частиц в образце: Например, отсутствие клеточной структуры, неровные, острые, изогнутые края, равномерной толщины, отличительные цвета (синий, зеленый, желтый и т.д.). </li></ol> 3. Химическая идентификация microplastics <ol><li> ATR-ИК - Фурье - спектроскопии <ol><li> Перед анализом очистить систему обнаружения с алкоголем и безворсовой тканью. </li><li> Запись фоновый спектр. Поместите образец на держатель образца и собирать спектры. Определение полученных спектров Atr- FTIR с использованием автоматизированного сравнения полученного спектра со спектрами в базе данных. </li></ol></li><li> Micro ATR-ИК - Фурье - спектроскопии <ol><li> Перед анализом очистить систему обнаружения с алкоголем и безворсовой тканью. </li><li> Поместите образец на стеклянном фильтре. Примечание: Другие фильтры могут быть намие изд, но их природа полимера может помешать характеристике. </li><li> Поместите фильтр с образцом на автоматическом столе сканирования и с помощью джойстика, чтобы найти образец. </li><li> Запись оптического изображения и отметьте область (например, 20 на 20 мкм), где будет характеризоваться образец. </li><li> Запись фоновый спектр. </li><li> Поместите образец на держатель образца и собирать спектры в заранее определенном месте. </li><li> Определение полученной микро спектров ATR-FTIR с использованием автоматического сравнения полученного спектра со спектрами в базе данных. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Law, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plastic+accumulation+in+the+North+Atlantic+subtropical+gyre.">Plastic accumulation in the North Atlantic subtropical gyre.</a> Science. 329 (5996), 1185-1188 (2010).</li><li>Thompson, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+in+the+marine+environment:+Sources,+consequences+and+solutions.">Microplastics in the marine environment: Sources, consequences and solutions.</a> Marine anthropogenic litter. , 185-200 (2015).</li><li>Lusher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+in+the+marine+environment:+distribution,+interactions+and+effects.">Microplastics in the marine environment: distribution, interactions and effects.</a> Marine anthropogenic litter. , 245-307 (2015).</li><li>Arthur, C., Baker, J., Bamford, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the International Research Workshop on the Occurrence, Effects, and Fate of Microplastic Marine Debris, September 9-11. , (2008).</li><li>Andrady, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+in+the+marine+environment.">Microplastics in the marine environment.</a> Marine pollution bulletin. 62 (8), 1596-1605 (2011).</li><li>Browne, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sources+and+pathways+of+microplastics+to+habitats.">Sources and pathways of microplastics to habitats.</a> Marine anthropogenic litter. , 229-244 (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+litter:+an+analytical+overview.">Marine litter: an analytical overview.</a> UNEP's REGIONAL SEAS PROGRAMME. , (2005).</li><li>van der Wal, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 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. , (2015).</li><li>Set&#228;l&#228;, O., Fleming-Lehtinen, V., Lehtiniemi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ingestion+and+transfer+of+microplastics+in+the+planktonic+food+web.">Ingestion and transfer of microplastics in the planktonic food web.</a> Environmental pollution. 185, 77-83 (2014).</li><li>Farrell, P., Nelson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trophic+level+transfer+of+microplastic:+Mytilus+edulis.+(L.)+to+Carcinus+maenas+(L).">Trophic level transfer of microplastic: Mytilus edulis. (L.) to Carcinus maenas (L).</a> Environmental Pollution. 177, 1-3 (2013).</li><li>Wright, S. L., Thompson, R. C., Galloway, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+physical+impacts+of+microplastics+on+marine+organisms:+a+review.">The physical impacts of microplastics on marine organisms: a review.</a> Environmental Pollution. 178, 483-492 (2013).</li><li>Bakir, A., Rowland, S. J., Thompson, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+of+persistent+organic+pollutants+by+microplastics+in+estuarine+conditions.">Transport of persistent organic pollutants by microplastics in estuarine conditions.</a> Estuarine, Coastal and Shelf Science. 140, 14-21 (2014).</li><li>Cole, M., Lindeque, P., Halsband, C., Galloway, T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+as+contaminants+in+the+marine+environment:+a+review.">Microplastics as contaminants in the marine environment: a review.</a> Marine pollution bulletin. 62 (12), 2588-2597 (2011).</li><li>Zarfl, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+in+oceans.">Microplastics in oceans.</a> Marine Pollution Bulletin. 62, 1589-1591 (2011).</li><li>Hanke, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> MSFD GES technical subgroup on marine litter. Guidance on monitoring of marine litter in European Seas. , (2013).</li><li>L&#246;der, M. G. J., Gerdts, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodology+used+for+the+detection+and+indentification+of+microplastics+-+A+critical+appraisal.">Methodology used for the detection and indentification of microplastics - A critical appraisal.</a> Marine anthropogenic litter. , 201-227 (2015).</li><li>Kang, J. H., Kwon, O. Y., Lee, K. W., Song, Y. K., Shim, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+neustonic+microplastics+around+the+southeastern+coast+of+Korea.">Marine neustonic microplastics around the southeastern coast of Korea.</a> Marine pollution bulletin. 96 (1), 304-312 (2015).</li><li>Lusher, A. L., Tirelli, V., O'Connor, I., Officer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+in+Arctic+polar+waters:+the+first+reported+values+of+particles+in+surface+and+sub-surface+samples.">Microplastics in Arctic polar waters: the first reported values of particles in surface and sub-surface samples.</a> Scientific reports. 5, (2015).</li><li>Shu, J. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+Marangoni+waves+due+to+impulsive+motion+of+a+submerged+body.">Transient Marangoni waves due to impulsive motion of a submerged body.</a> International Applied Mechanics. 40 (6), 709-714 (2004).</li><li>Rabaud, M., Moisy, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ship+wakes:+Kelvin+or+Mach+angle.">Ship wakes: Kelvin or Mach angle.</a> Physical Review Letters. 110 (21), 214503 (2013).</li><li>Hidalgo-Ruz, V., Gutow, L., Thompson, R. C., Thiel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastics+in+the+marine+environment:+a+review+of+the+methods+used+for+identification+and+quantification.">Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification.</a> Environmental science &amp; technology. 46 (6), 3060-3075 (2012).</li><li>L&#246;der, M. G. J., Kuczera, M., Mintenig, S., Lorenz, C., Gerdts, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+plane+array+detector-based+micro-Fourier-transform+infrared+imaging+for+the+analysis+of+microplastics+in+environmental+samples.">Focal plane array detector-based micro-Fourier-transform infrared imaging for the analysis of microplastics in environmental samples.</a> Environmental Chemistry. 12 (5), 563-581 (2009).</li><li>Ioakeimidis, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+degradation+potential+of+PET+bottles+in+the+marine+environment:+An+ATR-FTIR+based+approach.">The degradation potential of PET bottles in the marine environment: An ATR-FTIR based approach.</a> Scientific reports. 6, 23501 (2016).</li><li>McDermid, K. J., McMullen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+small-plastic+debris+on+beaches+in+the+Hawaiian+archipelago.">Quantitative analysis of small-plastic debris on beaches in the Hawaiian archipelago.</a> Marine pollution bulletin. 48 (7), 790-794 (2004).</li><li>Eriksen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplastic+pollution+in+the+surface+waters+of+the+Laurentian+Great+Lakes.">Microplastic pollution in the surface waters of the Laurentian Great Lakes.</a> Marine pollution bulletin. 77 (1-2), 177-182 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Microplastics отбор проб на поверхности моря с помощью Manta сети является широко используемый метод для отбора проб microplastics на поверхности моря, но на сегодняшний день не было ни единой методологии. Большой объем воды может быть отфильтрована через МАНТА сеть, таким образом, возможность захвата соответствующего количества microplastics высока, и результаты воспринимаются как надежные. Сопоставимость результатов среди различных образцов обеспечивается за счет нормализации. В нашем случае, концентрации были связаны с оцифрованного области путем умножения траловый расстояние по горизонтали ширине чистого отверстия. Другой вариант заключается в использовании расходомера, фиксированный в сетку отверстие. Использование расходомера возможно, так как манта сеть с ее боковых крыльев очень устойчива на поверхности моря и, следовательно, прыгая на волнах минимальна. Расходомер регистрирует объем отфильтрованной воды и , таким образом , позволяет нормализацию результатов на объем отобранного воды 16. <p class="jove_content"&gt; Наиболее часто используемые манта сети имеют около 300 мкм размер ячейки и 3 - длиной 4,5 м. Эти размеры были оптимизированы, чтобы избежать засорения сети и позволить отбор проб объем воды, как можно больше. Скорость траления рекомендуется находиться в пределах от 2 - 3 узла, но это зависит от высоты волны, скорости ветра и морских течений. Очень важно, что манта сетка находится под наблюдением все время, во время отбора проб, и если он начинает скачкообразной перестройки, скорость траление должна быть уменьшена. Время траления рекомендуется быть около 30 мин, но зависит от концентрации сестоне. Может случиться, что сестон иногда закупоривает Манта сеть. В этом случае траление должен быть немедленно прекращена, иначе микропластической частицы могут быть потеряны, и сеть может быть поврежден. Манта сеть является наиболее часто фиксируется с борта судна. Это также самый подходящий вариант, в то время как манта чистая, безусловно, из зоны следа. В некоторых обследований манта сетка была зафиксирована с кормы судна17, 18, но в этом случае вы должны быть уверены , что сеть находится вне зоны следа. Расстояние, на котором траловый устанавливается для отбора проб, должна быть определена индивидуально, так как зона завихрений , вызванное судна варьируется от размера сосуда и от скорости судна 19, 20. Разделение микропластических частиц из образцов морской поверхности чаще всего делается только путем визуальной идентификации 21. Частицы больше чем 1 мм могут быть легко идентифицированы невооруженным глазом, а частицы размером менее 1 мм требуют использования стереомикроскопа. Для того, чтобы уменьшить возможность смущать непластиковых частицы с пластиковые, с помощью поляризации света на стереомикроскопов рекомендуется. Возможность неправильной идентификации пластиковых частиц становится выше с более мелких частиц. Таким образом , частицы&gt; 0,5 мм могут быть идентифицированы только визуально 21, с использованием стереомикроскопа. Для частиц размером менее 0,5 ммдополнительный, более точный метод необходим , например , микро - ATR-FTIR спектроскопии 21. Во время процесса отделения microplastics из образца возможность загрязнения образца с бортовыми филаментов очень высока. По этой причине, контролировать чашки Петри оставлены открытыми на рабочем столе настоятельно рекомендуется для выявления потенциальных загрязняющих частиц в воздухе. А именно, качество данных сильно зависит от: 1) точность человека , работающего с образцом, 2) качества и увеличении стереомикроскопа, и 3) количество органического вещества в образце 16. После визуальной идентификации настоятельно рекомендуется анализировать отсортированные частицы с одним из имеющихся методов для химической идентификации материала 8. Существует несколько способов идентификации полимеров, среди которых спектроскопии ИК-Фурье и спектроскопии комбинационного рассеяния света являются наиболее frequenTLY используется 22. ИК-Фурье спектроскопии комбинационного рассеяния света и являются взаимодополняющими методы и их точность аналогична. В нашем протоколе, ИК-Фурье и микро ИК-Фурье-спектроскопии с &quot;нарушенного полного внутреннего отражения» (ATR) представлены. Они просты в использовании и позволяют быстро и точные результаты. Пластиковые полимеры обладают высокой специфической инфракрасной (ИК) спектры с различными узорами полосы, что делает ИК - спектроскопии оптимальную методику для идентификации microplastics 21. Энергия ИК - излучения возбуждает специфическую молекулярную вибрацию при взаимодействии с образцом, который позволяет измерять характеристика ИК - спектров 22. ИК - Фурье - спектроскопии можно также представить дополнительную информацию о частицах, таких как интенсивность окисления 23 и уровень деградации 24. В то время как ATR-FTIR подходит для химической идентификации частиц большего размера (&gt; 0,5 мм), микро-ATR-FTIR-спектроскопия может дать информацию о химическом составе частиц &amp; #60; 0,5 мм, так как она сочетает в себе функцию с помощью микроскопа и инфракрасного спектрометра. Перед использованием FTIR и микро FTIR спектроскопии, микропластических частицы должны быть предварительно обезвожена, так как вода сильно поглощает инфракрасное излучение 22, и очищенный, в случае , если они покрыты биопленок и / или других органических и неорганических приверженцев, которые могут влиять на ИК - спектры. Наиболее неинвазивный способ очистки образцов путем перемешивания и промывки пресной водой 25. Если этого недостаточно, то использование 30% пероксида водорода рекомендуется. Все другие методы могут иметь негативные последствия для микропластических частиц (например, ультразвуковой очистки может дополнительно разбить частицы, сильные кислотные или щелочные растворы могут повредить несколько пластиковых полимеров и т.д.) и, следовательно, их использование не рекомендуется. Более перспективным является использование последовательного ферментативного расщепления как пластический дружественной стадии очистки. После очистки с использованием различных технических ферментов (например, липаза, Amylase, протеиназы, хитиназы, целлюлазы, протеиназы-К) успешно применяется для снижения биологической матрицы планктона и , таким образом , оказался ценный метод для минимизации матричных артефактов при измерениях спектроскопии ИК - Фурье 22. Разделение microplastics по визуальной идентификации и химической идентификации отдельных частиц являются чрезвычайно трудоемкие процессы. Эта работа должна быть сделана путем точного и пациента человеком, который имеет опыт работы с стереомикроскопов, а не только в признании пластиковых частиц, но и в признании биологического материала. Даже опытный человек не может различить все возможные частицы микропластической однозначно из хитина или диатомовых фрагментов 22. Таким образом, частота появления ошибок визуальной сортировки находится в диапазоне от 20% от 26 до 70% , 21 и возрастает с уменьшением размера частиц.

Microplastic pollution in the sea represents a growing concern to contemporary society, due to the constant increase in plastic production and its subsequent disposal and accumulation in the marine environment1. Even if plastic macro litter would no longer enter the seas, microplastic pollution would continue to grow due to fragmentation of already existing plastic litter in the sea2. The majority of microplastic pollution studies were carried out in marine and fresh water ecosystems and mainly addressed sea surface pollution3.
The term microplastic refers to plastic particles smaller than 5 mm in size4. This term describes a heterogeneous mixture of particles, which can differ in size (from a few microns to several millimeters), color and shape (from very different shapes of fragments to long fibers). Microplastic particles can be of a primary or secondary origin5. Microplastic of primary origin is manufactured as small particles used in the cosmetics industry (pilling cr&#232;me etc.) or chemical industry as precursor for other plastic products (e.g. plastic pellets used in plastic industry). Microplastic of secondary origin arise via the degradation of larger plastic pieces in the environment due to physical and chemical processes, induced by light, heat, oxygen, water and organisms6. In 2015, four types of microplastic sources were defined: larger plastic litter, cleaning products, medicines and textiles6. The main source (80 %) of larger plastic litter is assumed to be land based7. Microplastic from cosmetic products, medicines and textile enters water ecosystems through sewage and storm waters6. Microplastic particles most frequently found in water ecosystems are fragments from larger plastic litter and textile fibers8. 
Microplastics have several negative effects on the environment. Their small size allows them to enter the food web through ingestion by marine organisms9, 10. Ingested particles can cause physical damage or block the digestive system of animals11. Particles can also be carriers of persistent organic pollutants (POPs). Their hydrophobic surface and favorable ratio of large surface area to small volume, enables POPs to adsorb onto the microplastics12. In the environment or digestive systems of animals who ingest them, POPs and other plastic additives can be leached from microplastic particles13. 
Previous studies reported the ubiquitous presence of microplastics in the marine environment3, from the water column to the bottom sediments. The threat of microplastic pollution was already identified by the Marine Strategy Framework Directive in the EU and, consequently, mandatory monitoring of microplastics was advised14. Accordingly, the EU Technical Subgroup on Marine Litter (TSG-ML) prepared recommendations for monitoring of microplastics in the European seas15. Thus, the video guidelines for microplastics sampling are of high importance, as they support comparative monitoring and a coherent management process all over the world.
This protocol was developed within the DeFishGear project for the first monitoring of microplastic pollution in the Adriatic Sea. Recommendations from the document "Guidance on Monitoring of Marine Litter in European Seas" by TSG-ML15 were taken into account. This protocol describes the methodology for microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastics from the samples, and chemical analysis of microplastic particles to confirm that particles are from plastic material and to identify the type of plastic. Sampling was done by the use of a manta net, which is the most suitable equipment for sampling in calm waters16. Separation of microplastics from the samples was carried out by visual identification using a stereomicroscope. Isolated particles were later chemically identified using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and micro FTIR spectroscopy.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="655">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td colspan="3" height="21" style="height:21px;width:464px;">In this protocol no specific equipment or reagents were used.</td>
			<td style="width:191px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocol for microplastics sampling on the sea surface and sample analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

Первым результатом описанного протокола являются микропластических частицы классифицируются на шесть категорий в соответствии с их визуальным признакам (таблица 1). Первая категория, и, как правило, наиболее распространенным один, являются фрагментами (рисунок 1). Они являются жесткими, толстые, с острыми изогнутыми краями и неправильной формы. Они могут быть в различных цветовых решениях. Ко второй категории относятся пленки (рисунок 2). Они также появляются в неправильной формы, но по сравнению с фрагментами, они тонкие и гибкие, и, как правило, прозрачные. Третья категория являются гранулы (Рисунок 3), как правило, происходящих из индустрии пластмасс. Они неправильной формы, круглые формы, и как правило, больше по размеру, около 5 мм в диаметре. Они, как правило, плоские, с одной стороны, и может быть различных цветов. Четвертая категория представляют собой гранулы (рисунок 4). По сравнению с гранулами, они имеют правильную круглую форму и, как правило, меньший размер около 1 мм в диаметре. Они появляются в естественных цветах(Белый, бежевый, коричневый). Пятая категория являются нити (рисунок 5). Они, рядом с фрагментами, самый распространенный тип микропластических частиц. Они могут быть короткими или длинными, с различной толщины и цвета. К последней категории являются пенопласты (рисунок 6). Чаще всего они происходят из крупных частиц пенопласт. Они являются мягкими, неправильной формы и от белого до желтого цвета. Основным результатом microplastics отбора проб и анализа выборки является количество микропластических частиц в образце. Эти данные могут быть дополнительно нормированы на км 2. Формула, используемая для нормализации: микропластических частиц в области выборки / отбора проб, где площадь выборки вычисляется путем умножения расстояния выборки на ширину открытия МАНТА сетки (таблицы 2, 3, рисунок 7). Кроме того, частицы могут быть проанализированы с имвозраст программного обеспечения для анализа. Результаты включают в себя максимальную длину и площадь каждой частицы (таблица 4). На рисунке 8а показаны частицы до анализа изображений и рисунке 8б после анализа изображений, где измеряется и пронумерованных каждая частица. Наконец, химический анализ общего или максимально возможное число частиц в образце рекомендуется. С помощью преобразования Фурье ИК-спектроскопии спектр выбранной частицы приобретается, как показано на рисунке 9. Этот спектр сравнивается со спектрами из библиотеки программного обеспечения (рисунок 10). Окончательный результат покажет, будет ли данная частица пластика или нет, и указать тип пластика от химической структуры. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> 1 </td><td> Фрагменты </td></tr><tr><td> 2 </td><td> Фильмы </td></tr><tr><td> 3 </td><td> Пеллеты </td></tr><tr><td> 4 </td><td> Пеллеты </td></tr><tr><td> 5 </td><td> Filaments </td></tr><tr><td> 6 </td><td> пена<html> s </td></tr></tbody></table> Таблица 1: Категории микропластических частиц. <img alt="Рисунок 1" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig1.jpg" /> Рисунок 1: Пример частиц из категории: Фрагменты. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig1large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig1large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig1large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> <img alt="фигура 2" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig2.jpg" /> Рисунок 2: Пример частиц из категории: Films. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig2large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig2large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig2large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> /55161fig3.jpg &quot;/&gt; Рисунок 3: Пример частиц из категории: Пеллеты. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig3large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig3large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig3large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> <img alt="Рисунок 4" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig4.jpg" /> Рисунок 4: Пример частиц из категории: Пеллеты. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig4large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig4large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig4large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> <img alt="Рисунок 5" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig5.jpg" /> Рисунок 5: Пример частиц из категории: филаментов. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig5large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig5large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig5large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> Рисунок 6: Пример частиц из категории: Пены. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig6large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig6large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig6large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Отбор проб Расстояние [км] </td><td> 2 </td></tr><tr><td> Манта ширина [км] </td><td> 0,0006 </td></tr><tr><td> Область выборки [2 км] </td><td> 0.0012 </td></tr></tbody></table> Таблица 2: Пример данных из обследования, используемых для расчета микропластических частиц на км 2. <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td></td><td> Нет </td><td> Нет / км 2 </td></tr><tr><td>фрагменты </td><td> 301 </td><td> 250833 </td></tr><tr><td> фильмы </td><td> 45 </td><td> 37500 </td></tr><tr><td> гранулы </td><td> 15 </td><td> 12500 </td></tr><tr><td> гранулы </td><td> 8 </td><td> 6667 </td></tr><tr><td> пены </td><td> 33 </td><td> 27500 </td></tr><tr><td> нити </td><td> 223 </td><td> 185833 </td></tr></tbody></table> Таблица 3: Пример результатов обследования, где данные классифицируются на 6 групп , не подсчитываются и нормированной на км 2 (No - число частиц). <img alt="Рисунок 7" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig7.jpg" /> Рисунок 7: Пример типичных результатов после визуальной категоризации рстатьи (No - число частиц). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig7large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig7large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig7large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> <table fo:keep-together.within-page="1"><tbody><tr><td> Индекс Регион </td><td> Площадь [mm²] </td><td> Максимальная длина [мм] </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 8,010 </td><td> 5,506 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 10,517 </td><td> 5,628 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 12,185 </td><td> 5,429 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 3,367 </td><td> 3,367 </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 2,475 </td><td> 2.155 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 1,809 </td><td> 2,943 </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 6,604 </td><td> 5,238 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 5,779 </td><td> 4,037 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> 4,472 </td><td> 3,791 </td></tr><html><tr><td> 10 </td><td> 16,907 </td><td> 5,355 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 7,246 </td><td> 3,733 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 7,867 </td><td> 4,622 </td></tr><tr><td> 13 </td><td> 6,411 </td><td> 5,056 </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 3,281 </td><td> 3,070 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> 12,937 </td><td> 5,554 </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 6,709 </td><td> 3,716 </td></tr></tbody></table> Таблица 4: Пример результатов анализа изображения , где площадь [мм 2] и максимальная длина [мм] каждой частицы измеряются. <img alt="Рисунок 8" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig8.jpg" /> Рисунок 8: Пример изображения , полученного а) до и б) после того, как анализ изображений частиц с программного обеспечения для анализа изображений.ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig8large.jpg &quot;целевых =&quot; _blank &quot;&gt; Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры. <img alt="Рисунок 9" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig9.jpg" /> Рисунок 9: Пример спектров , измеренных на выбранной частицы с выраженными пиками и их длин волн [см -1]. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig9large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig9large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig9large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.</a> <img alt="Рисунок 10" src="/files/ftp_upload/55161/55161fig10.jpg" /> Рисунок 10: Пример сравнения спектров приобретаемой от выбранной частицы до наилучшего совпадения из спектров библиотеки ATR-FTIR. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig10large.jpg" target="_blank">Пожалуйста</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig10large.jpg" target="_blank">нажмите здесь</a> , <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig10large.jpg" target="_blank">чтобы посмотреть увеличенную версию этого F</a>igure.

Watch this Scientific Journal Video about Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis at JoVE.com

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Протокол ниже описывает методику: microplastics отбор проб на поверхности моря, разделение микропластической и химической идентификации частиц. Этот протокол в соответствии с рекомендациями по мониторингу microplastics, опубликованных MSFD Технической подгруппы по морскому мусору.

Протокол Microplastics Отбор проб на поверхности моря и анализа проб

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Research

JoVE Journal

Environment

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Использование хирономид (Diptera), поверхностно-Плавающие куколки экзувии как Bioassessment протокола Rapid для водоемов

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Protocol for Measuring the Thermal Properties of a Supercooled Synthetic Sand-water-gas-methane Hydrate Sample

Протокол для измерения тепловых свойств переохлажденной Синтетические Песчано-вода-газ-метан гидратов образца

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future ...

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Чистый отбор проб и анализ реки и эстуарии для изучения следов металлов

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

Модификация и применение листа Blower-Vac для отбора проб на местах членистоногих

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Protocol for Assessing the Relative Effects of Environment and Genetics on Antler and Body Growth for a Long-lived Cervid

Протокол для оценки относительного воздействия окружающей среды и генетики на рога и рост тела для долгоживущих Cervid

Cervid phenotype can be placed into one of two categories: efficiency, which promotes survival over extravagant morphometric growth, and luxury, which ...

Dispersion of Nanomaterials in Aqueous Media: Towards Protocol Optimization

Дисперсия наноматериалов в средах: на пути к оптимизации протокола

The sonication process is commonly used for de-agglomerating and dispersing nanomaterials in aqueous based media, necessary to improve homogeneity and ...

The Hawaii Protocol for Scientific Monitoring of Coffee Berry Borer: a Model for Coffee Agroecosystems Worldwide

Гавайи протокол для научного мониторинга кофе Берри Борер: модель для кофе агроэкосистем во всем мире

Coffee berry borer (CBB) is the most devastating insect pest for coffee crops worldwide. We developed a scientific monitoring protocol that is aimed at ...

Sampling, Sorting, and Characterizing Microplastics in Aquatic Environments with High Suspended Sediment Loads and Large Floating Debris

Отбор проб, сортировка и характеризующие частицы в водной среде с высоким взвешенных наносов и большой плавучий мусор

The ubiquitous presence of plastic debris in the ocean is widely recognized by the public, scientific communities, and government agencies. However, only ...

Data Collection on Marine Litter Ingestion in Sea Turtles and Thresholds for Good Environmental Status

Сбор данных по морскому мусору проглатывание в морских черепах и пороги для хорошего состояния окружающей среды

The following protocol is intended to respond to the requirements set by the European Union&#39;s Marine Strategy Framework Directives (MSFD) for the ...

Investigating the Relationship between Sea Surface Chlorophyll and Major Features of the South China Sea with Satellite Information

Изучение взаимосвязи между хлорофиллом поверхности моря и основными особенностями южно-китайского моря со спутниковой информацией

Satellite observations offer a great approach to investigate the features of major marine parameters, including sea surface chlorophyll (CHL), sea surface ...