Bemonstering, sorteren en karakteriseren van Microplastics in aquatische milieus met hoge zwevende sedimenten ladingen en grote zwevend puin

Kunststof werd het eerst waargenomen in de oceaan zo vroeg als de jaren 1930-¹. Recente ramingen van kunststof zeeafval bereik meer dan 243,000 metrische ton (MT) van plastic op het oceaanoppervlak aan 4,8-12,7 miljoen MT plastic invoeren van de oceaan van terrestrische bronnen jaarlijks^2,3. Vroege studies op kunststof zeeafval gericht op macroplastics (> 5 mm diameter) omdat ze gemakkelijk zichtbaar en meetbaar. Echter het werd onlangs ontdekt dat macroplastics vertegenwoordigen < 10% van plastic puin, door graaf, in de Oceaan, waarmee wordt aangegeven dat de overgrote meerderheid van kunststof puin microplastic (< 5 mm diameter)².

Microplastics zijn gecategoriseerd in twee groepen: primaire en secundaire microplastics. Primaire microplastics bestaan uit kunststoffen die worden vervaardigd op een diameter < 5 mm en nurdles, rauwe pellets gebruikt voor het maken van consumentenproducten, microbeads gebruikt als exfoliërende in verzorgingsproducten (bijvoorbeeld gezicht wassen, body scrub, omvatten tandpasta), en schuurmiddelen of smeermiddelen in de industrie. Secundaire microplastics worden gemaakt binnen de omgeving op grotere plastic puin is versnipperd door fotolyse, schuren en microbiële afbraak^4,5. Synthetische vezels zijn ook secundaire microplastics en een groeiende bezorgdheid. Een enkel kledingstuk kunt vrijgeven > 1.900 vezels per wasbeurt in een binnenlandse wasmachine-⁶. Deze microfibers, evenals microbeads van producten voor persoonlijke verzorging, worden naar beneden afvoeren en in het riool gewassen alvorens afvalwater behandelingen planten. Murphy (2016) vinden dat een waterzuiveringsstation serveren een bevolking van 650.000 de concentratie microplastic 98,4% uit influent om afvalwater, beperkt nog 65 miljoen microplastics bleef in afvalwater en slib elke dag⁷. Zelfs met hoge percentages van microplastics wordt verwijderd tijdens de behandelingsprocessen, miljoenen, mogelijk miljarden, van microplastics rioolwaterzuiveringsinstallaties dagelijks passeren en voer oppervlaktewateren in afvalwater^{6,8 ,9,10,11}.

Door hun milieu vrijval, microplastics in de spijsvertering en luchtwegen weefsels van mariene organismen gevonden over alle trofische niveaus^12,13,14,15. Hun effect na opname variabel, met een aantal is studies niet observeren schade, terwijl anderen vele effecten zoals de fysische en chemische weefsel schade^{4,6,14,15 tonen}. Door deze ontdekkingen, belang op dit gebied toegenomen in de afgelopen vijf decennia. Echter pas onlangs zijn begonnen met het kwantificeren van plastic afval, met name microplastics, in zoetwatersystemen, zoals rivieren, meren, of beoordelen van het effect op de organismen woning in deze habitats^{12,16, studies 17,18}. Rivieren zijn een belangrijke bron van kunststof puin gevonden in de Oceaan, als zij ontvangen afvalwater afvalwater en oppervlaktewater afvoer die microplastics en macroplastics bevatten.

Het protocol hier gedetailleerde inzetbaar monsters te verzamelen microplastic waar drijfnetten zijn niet haalbaar is; in het bijzonder zwevend in aquatische milieus met hoge concentraties van sedimenten en grote puin als de Mississippi rivier. De Mississippi River stroomgebied is een van’s werelds grootste en heeft een inwoneraantal van > 90 miljoen mensen, waarschijnlijk waardoor het een van de grootste bronnen van kunststof puin tot de oceaan^19,20. Elk jaar, de Mississippi kwiklozingen gemiddeld met 735 km³ van zoet water in de Golf van Mexico, samen met hoge concentraties van sedimenten (~ 60 tot > 800 mg/L) en grote puin^13,21. Watermonsters werden verzameld in twee diepten (dat wil zeggen, oppervlak en 0.6-diepte) op verschillende plaatsen langs de Mississippi rivier en haar zijrivieren in doorschijnende 1 L lage dichtheid polyetheen (PE) containers gebruik een peristaltische pomp. In het lab werden monsters gefilterd met behulp van nylon mesh zeven en gemengde cellulose ester membraanfilters gelijktijdig met een op maat gemaakte 63.5 mm (2.5 inch) PVC (polyvinylchloride) cilinder met Unie gewrichten te voegen van de zeven en filters²². De opname van PVC vakbonden in de filtratie apparaat kan voor filtratie door zo veel of zo weinig deeltje grootteklassen zoals gewenst. Bovendien kan het worden gebruikt om vast te leggen microplastic puin tot sub micron grootte met behulp van membraanfilters, bij de studie van synthetische vezels. Nadat gefilterd, monsters werden gedroogd en vermoedelijke kunststoffen werden geïdentificeerd en gesorteerd van de mesh zeven en membraanfilters onder een stereomicroscoop. Vermoedelijke kunststoffen werden vervolgens onderzocht met behulp van micro-verzwakt totale reflectantie Fourier transform infrarood spectroscopie (micro ATR-FTIR) te elimineren van de niet-synthetische materialen of polymeer type bepalen. Gezien de omvang van microplastic deeltjes en vezels is besmetting gemeengoed. Bronnen van besmetting zijn atmosferische depositie, kleding, veld en lab-apparatuur, evenals gedeïoniseerd (DI) water bronnen. Meerdere stappen zijn opgenomen in het gehele protocol ter beperking van verontreiniging uit diverse bronnen terwijl het uitvoeren van alle fasen van de studie.