Amostragem, classificação e caracterização Microplastics em ambientes aquáticos com cargas de sedimentos suspensos altos e grandes destroços flutuantes

Plástico foi observado pela primeira vez no oceano já desde a década de 1930¹. Estimativas recentes da gama de detritos marinhos de plástico mais de 243.000 toneladas métricas (MT) de plástico na superfície do oceano para MT 4.8-12,7 milhões de plástico entrando no oceano da terrestre fontes, anualmente,^2,3. Primeiros estudos sobre detritos marinhos de plástico focada em macroplastics (> 5 mm de diâmetro) como eles são facilmente visíveis e quantificáveis. No entanto, recentemente foi descoberto que macroplastics representam < 10% de restos de plástico, por contagem, no oceano, indicando que a esmagadora maioria dos detritos de plástico é microplástico (< 5mm de diâmetro)².

Microplastics são classificados em dois grupos: primários e secundários microplastics. Microplastics primárias consistem de plásticos que são fabricados em um diâmetro < 5mm e incluem nurdles, o pelotas-primas usadas para fazer produtos de consumo, microbeads usados como esfoliantes em produtos de cuidados pessoais (por exemplo, lavagem facial, esfoliação corporal, pasta de dentes) e abrasivos ou lubrificantes na indústria. Microplastics secundários são criados dentro do ambiente, como restos de plástico maiores é fragmentado por fotólise, abrasão e decomposição microbiana^4,5. Fibras sintéticas são também microplastics secundário e uma preocupação crescente. Uma única peça de vestuário pode liberar > 1.900 fibras por lavagem em uma máquina de lavar doméstica⁶. Essas microfibras, bem como microbeads de produtos de cuidados pessoais, são lavados para baixo drenos e no sistema de esgoto antes de entrar em plantas de tratamento de águas residuais. Murphy (2016) constatou que uma planta de tratamento de águas residuais servindo uma população de 650.000 reduziu a concentração de microplástico em 98,4% da influente de efluentes, ainda microplastics 65 milhões permaneceram no efluente e lodo cada dia⁷. Mesmo com altas porcentagens de microplastics sendo removido durante os processos de tratamento, milhões, talvez bilhões, de microplastics passam por estações de tratamento de águas residuais diariamente e insira as águas superficiais em efluentes^{6,8 ,9,10,11}.

Devido a sua liberação ambiental, microplastics foram encontrados nos tecidos respiratórios e digestivos de organismos marinhos em todos os níveis tróficos^12,13,14,15. Seu impacto após absorção é variável, com alguns estudos mal não observando, enquanto outros demonstram inúmeros efeitos como dano de tecido de física e química^4,6,14,15. Devido a essas descobertas, interesse neste campo tem aumentado nas últimas cinco décadas. No entanto, só recentemente estudos começaram a quantificar os restos de plástico, particularmente microplastics, em sistemas de água doce, como rios e lagos, ou avaliar o efeito sobre os organismos habitando em^12,estes habitats,^{16, 17,18}. Rios são uma importante fonte de plástico destroços encontrados no oceano como que recebem efluentes de esgoto e escoamento de águas superficiais que contêm microplastics e macroplastics.

O protocolo detalhado aqui pode ser usado para coletar amostras de microplástico onde as redes de arrasto não são viáveis; especificamente, em ambientes aquáticos com altas concentrações de sedimentos suspensos e grande flutuação detritos como o Rio de Mississippi. Bacia do Rio de Mississippi é um dos maiores do mundo e tem uma população de > 90 milhões de pessoas, provavelmente tornando-se uma das maiores fontes de detritos de plástico para o oceano^19,20. Cada ano, o Rio de Mississippi as descargas de uma média de 735 km³ de água doce no Golfo do México, junto com altas concentrações de sedimentos suspensos (~ 60 para > 800 mg/L) e detritos grande^13,21. Foram coletadas amostras de água em duas profundidades (ou seja, de superfície e profundidade-0.6) em vários locais ao longo do rio Mississippi e seus afluentes em recipientes de polietileno de baixa densidade (PE) 1 L translúcido usando uma bomba peristáltica. No laboratório, as amostras foram filtradas usando peneiras de malha de nylon e filtros de membrana de éster de celulose mista simultaneamente com um cilindro de cloreto de polivinila (PVC) feito por 63,5 mm (2,5 pol) com juntas de União para inserir as peneiras e filtros²². A inclusão das uniões PVC no dispositivo de filtragem permite a filtragem por tantas ou tão poucas classes de tamanho de partícula como desejado. Além disso, pode ser usada para capturar os restos de microplástico até tamanhos sub mícron usando filtros de membrana, ao estudar as fibras sintéticas. Uma vez filtradas, as amostras foram secas e plásticos suspeitos foram identificados e classificados da malha de peneiras e filtros de membrana sob um estereomicroscópio. Suspeita de plásticos em seguida foram examinados usando espectroscopia infravermelha de Fourier transform (micro ATR-FTIR) de reflectância total atenuada de micro para eliminar materiais não sintéticos ou determinar o tipo de polímero. Considerando o tamanho das fibras e partículas de microplástico, a contaminação é comum. Fontes de contaminação incluem deposição atmosférica, vestuário, equipamentos de campo e laboratório, bem como deionizada (DI) de fontes de água. Várias etapas são incluídas em todo o protocolo para reduzir a contaminação de várias fontes, durante a realização de todas as fases do estudo.