Campionamento, ordinamento e caratterizzando microplastiche negli ambienti acquatici con carichi di materiale solido in sospensione alta e grandi detriti galleggianti

Plastica in primo luogo è stata osservata nell’oceano più presto 1930s¹. Stime recenti della gamma di detriti marini di plastica da oltre 243.000 tonnellate metriche (MT) di plastica sulla superficie dell’oceano a MT 4,8-12,7 milioni di plastica entrando sull’oceano da terrestre fonti annualmente^2,3. I primi studi su detriti marini plastica focalizzata sulla macroplastics (> 5 mm di diametro) come sono facilmente visibili e quantificabili. Tuttavia, recentemente è stato scoperto che rappresentano macroplastics < 10% dei detriti in plastica, dal conteggio, nell'oceano, che indica che la stragrande maggioranza dei detriti in plastica è microplastic (< 5 mm di diametro)².

Microplastiche sono suddivise in due gruppi: microplastiche primario e secondario. Microplastiche primari sono costituiti da materie plastiche che sono fabbricate a un diametro < 5 mm e includono nurdles, crudo pellet usato per fare prodotti di consumo, microsfere usato come esfolianti in prodotti di cura personale (ad es., lavaggio del viso, scrub corpo, dentifricio in pasta) e abrasivi o lubrificanti nell’industria. Microplastiche secondari vengono creati all’interno dell’ambiente come detriti di plastica più grandi sono frammentato da fotolisi, abrasione e decomposizione microbica^4,5. Fibre sintetiche sono anche microplastiche secondario e una preoccupazione crescente. Può rilasciare un singolo indumento > 1.900 fibre per lavare in lavatrice domestica⁶. Queste microfibre, come pure di microsfere da prodotti di cura personale, vengono lavati giù gli scoli e nel sistema fognario prima di entrare in impianti di trattamenti delle acque reflue. Murphy (2016) trovato che un impianto di trattamento delle acque reflue che serve una popolazione di 650.000 ridotto la concentrazione di microplastic di 98,4% da affluente di effluente, ancora 65 milioni microplastiche rimase in acque reflue e fanghi ogni giorno⁷. Anche con alte percentuali di microplastiche viene rimosso durante i processi di trattamento, milioni, forse miliardi, di microplastiche passano attraverso impianti di trattamento delle acque reflue al giorno e immettere acque superficiali degli effluenti^{6,8 ,9,10,11}.

A causa del loro rilascio nell’ambiente, microplastiche sono stati trovati nei tessuti digestivi e respiratori di organismi marini attraverso tutti i livelli trofici^12,13,14,15. Loro impatto dopo l’assorbimento è variabile, con alcuni studi danno non osservazione, mentre altri dimostrano numerosi effetti quali fisica e chimica del tessuto danno^4,6,14,15. A causa di queste scoperte, l’interesse in questo campo è aumentato negli ultimi cinque decenni. Tuttavia, solo recentemente hanno cominciati a quantificare i detriti in plastica, particolarmente microplastiche, nei sistemi d’acqua dolce, come fiumi e laghi, o valutare l’effetto sugli organismi che abitano in questi habitat^{12,16, studi 17,18}. I fiumi sono una fonte importante di plastica detriti trovati nell’oceano come ricevono scarichi di acque reflue e il deflusso di acque superficiali che contengono microplastiche e macroplastics.

Il protocollo dettagliato qui può essere utilizzato per raccogliere campioni di microplastic dove le reti da posta derivanti non sono realizzabili; in particolare, negli ambienti acquatici con alte concentrazioni di sedimenti sospesi e grandi detriti come il fiume Mississippi galleggianti. Lo spartiacque del fiume del Mississippi è uno dei più grandi del mondo ed ha una popolazione di > 90 milioni di persone, probabilmente rendendola una delle maggiori fonti di detriti in plastica per l’oceano^19,20. Ogni anno, il fiume del Mississippi gli scarichi una media di 735 km³ di acqua dolce nel Golfo del Messico, insieme con alte concentrazioni di sedimenti sospesi (~ 60 a > 800 mg/L) e grandi detriti^13,21. Sono stati raccolti campioni di acqua a due profondità (cioè, superficie e profondità di 0,6) in varie località lungo il fiume Mississippi e i suoi affluenti in contenitori di polietilene a bassa densità (PE) 1L traslucido utilizzando una pompa peristaltica. In laboratorio, i campioni sono stati filtrati utilizzando nylon mesh setacci e filtri a membrana estere mista cellulosa simultaneamente con un cilindro di cloruro di polivinile (PVC) su misura 63,5 mm (2,5 pollici) con giunti di Unione per inserire i filtri e setacci²². L’inclusione delle unioni di PVC nel dispositivo di filtrazione permette per la filtrazione di come tante o poche classi di dimensione delle particelle come desiderato. Inoltre, può essere utilizzato per catturare microplastic detriti fino a dimensioni inferiori al micron utilizzando filtri a membrana quando si studia fibre sintetiche. Una volta filtrato, i campioni sono stati essiccati e materie plastiche sospette sono state identificate e ordinate dalla maglia setacci e filtri a membrana sotto un microscopio stereoscopico. Materie plastiche sospetta quindi sono state esaminate usando micro-attenuato di riflettanza totale spettroscopia infrarossa trasformata di Fourier (micro ATR-FTIR) per eliminare i materiali non sintetici o per determinare il tipo di polimero. Considerando le dimensioni di microplastic polveri e fibre, la contaminazione è all’ordine del giorno. Fonti di contaminazione includono la deposizione atmosferica, abbigliamento, attrezzature di laboratorio e di campo, come pure deionizzata (DI) fonti d’acqua. Più passaggi sono incluse in tutto il protocollo per ridurre la contaminazione da varie fonti durante lo svolgimento di tutte le fasi dello studio.