بروتوكول للجزيئات البلاستيك الصغيرة أخذ العينات على سطح البحر وتحليل عينة

Summary

يصف بروتوكول أدناه منهجية: جزيئات البلاستيك أخذ العينات على سطح البحر، والفصل بين تحديد microplastic والكيميائي للجزيئات. هذا البروتوكول هو تمشيا مع توصيات لرصد جزيئات البلاستيك الصغيرة التي نشرتها الفرعي التقني MSFD على القمامة البحرية.

Abstract

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 »A frame« 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.

Introduction

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 crème 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 organisms^{9, 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.

Protocol

1. أخذ عينات من البلاستيك الصغيرة على سطح البحر نشر شبكة مانتا من جانب السفينة باستخدام طفرة الشراع أو »والإطار« باستخدام خطوط وkarabiners. نشر شبكة مانتا للخروج من منطقة أعقاب (حوالي 3 – 4 بعد متر من القارب) من أجل منع جمع المياه المتضررة من الاضطرابات داخل المنطقة بعد. كتابة إحداثيات GPS الأولية والوقت الأولي في ورقة البيانات. تبدأ في التحرك في اتجاه واحد على التوالي مع سرعة تقريبا. 2-3 عقدة لمدة 30 دقيقة والبدء في قياس الوقت. بعد 30 دقيقة توقف القارب وكتابة إحداثيات GPS النهائية، وطول الطريق (الطريقة الأكثر الصحيحة لحساب طول من ينسق GPS) ومتوسط ​​سرعة القارب في ورقة البيانات المقدمة ورفع الشباك مانتا من الماء. شطف الشباك مانتا بدقة من خارج الشبكة مع مياه البحر باستخدام مضخة غاطسة أو المياه من وا قاربثالثا الخزان. شطف في الاتجاه من الفم مانتا إلى نهاية سمك القد من أجل تركيز كل الجسيمات انضمت إلى شبكة في نهاية سمك القد. ملاحظة: لا يوجد شطف العينة من خلال افتتاح شبكة من أجل منع التلوث. بأمان إزالة نهاية سمك القد وغربال العينة في سمك القد تنتهي من خلال 300 ميكرون حجم شبكة غربال أو أقل. شطف نهاية سمك القد تماما من الخارج وتصب بقية العينة من خلال غربال. كرر هذه الخطوة حتى لم يعد هناك أي الجزيئات داخل نهاية سمك القد. تركيز كل مادة على غربال في جزء واحد من غربال. مع استخدام القمع، وشطف غربال في وعاء زجاجي أو زجاجة من البلاستيك باستخدام الايثانول 70٪. إغلاق زجاجة، والقضاء عليها مع مناشف ورقية وتسمية غطاء وخارج الجرة مع اسم العينة والتاريخ وعلامة للماء (يجب أيضا وضع التسمية الثانية مكتوبة بقلم رصاص على ورقة الشراع في جرة لتجنب وقوع خسائر ممكنة مناسم عينة يرجع إلى التسمية تمحى على جرة). نقل المسمى زجاجة بلاستيكية داخل منطقة الجزاء بارد. ملاحظة لظروف أخذ العينات العامة: لا ينبغي أن تكون سرعة الرياح أكثر من 2 بوفورت، لأن الأمواج مرتفعة جدا وصافي غير مستقر على سطح البحر. فمن المهم للحفاظ على مسار خطي ثابتة بسرعة ثابتة خلال شباك الجر. يجب مغمور نصف افتتاح صافي مانتا خلال أخذ العينات. مدة أخذ العينات يجب أن تكون 30 دقيقة (في الحالات التي يوجد فيها كمية كبيرة من المواد الطبيعية، مثل ازهر العوالق، ومدة أخذ العينات يمكن أن تكون أقصر). تجنب استخدام الأدوات البلاستيكية والحاويات. تجنب الملابس الاصطناعية (مثل الصوف) والحبال والاتصال من شبكة مانتا مع السفينة لمنع تلوث العينة. كن حريصا جدا على ألا تضر شبكة مانتا أو بدن القارب بينما نشر والاستيلاء على الشبكة. 2. فصل جزيئات البلاستيك عينات من سطح البحر إذا لا يحتوي على عينةأي البنود أكبر من 25 ملم ويبدو أن تكون نظيفة، تواصل مباشرة مع الخطوة 3. صب عينة من خلال غربال (≤300 حجم ميكرون شبكة) وإزالة كافة الكائنات القمامة طبيعية أو اصطناعية من حجم> 5 مم (الكلية وميزو القمامة) من العينة، وذلك باستخدام تحديد وملاقط بصرية. كن حذرا لشطف كل كائن إزالتها بعناية مع الماء المقطر من أجل إزالة أي فضلات microplastic نلتزم به. تخزين كافة الكائنات القمامة الطبيعية والاصطناعية في حاويات منفصلة. تجفيف كافة الكائنات القمامة الطبيعية والاصطناعية في مجفف (أو في الهواء الطلق، ولكن في طبق مغلقة) ووزن لهم. تحديد كافة الكائنات القمامة> 25 ملم (القمامة الكلي) وفقا لقائمة ماجستير في فئات الفضلات الوحدات 16. بعد إزالة جميع الأجسام الكبيرة، والتركيز كل القطع المتبقية في جزء واحد من غربال باستخدام زجاجات بخ أو ماء الصنبور. صب العينة في وعاء زجاجي باستخدام الحد الأدنى من 70٪ من الإيثانول مع مساعدة من تسليةايل. ملاحظة: في هذه الخطوة استخدام 70٪ من الإيثانول أمر بالغ الأهمية للحفاظ على العينة. أيضا في خطوة من الفحص البصري من العينة، والإيثانول يساعد على تلطيخ الكائنات الحية والمواد البلاستيكية الملونة وبالتالي يصبح من الأسهل العثور على. أخذ كمية صغيرة من العينة (عينة فرعية) وأنه صب في كوب طبق بيتري. تحليل عينة مع استخدام مجهر تشريحي (20 – 80X التكبير) والبحث عن الجزيئات microplastic. يجب أن تصنف كل الجسيمات microplastic في واحدة من الفئات المذكورة في الجدول (1) ووضعها في طبق بيتري أو قوارير زجاجية أخرى، مع وضع علامة على اسم الفئة. يحتاج طبق بيتري أن تكون مغلقة في جميع الأوقات. ملاحظة: عند فصل جزيئات البلاستيك الصغيرة من عينتك يكون المحافظ وحدد أكثر وليس أقل الجسيمات للتحليل. سوف لا يزال يتم تحديد التركيب الكيميائي الحقيقي من الجزيئات في وقت لاحق. ومن المؤكد أن تحليل الأجسام الكبيرة من جميع الجهات كما قد يكون عالقا جزيئات البلاستيك وبالتالي مخبأة تحت أكبر البنود.قد يكون من المفيد أيضا نقل الكائنات تحليلها بالفعل إلى جانب واحد من طبق بيتري. وضع طبق بتري تحت المجهر مع معدات القياس (حاكم العين معايرة من قبل شريحة ميكرون أو تحليل صورة البرمجيات) وقياس حجم كل الجسيمات (قياس أطول قطري)، إلا شعيرات، وملاحظة لونه. ينبغي إعادة النظر في كل عينة فرعية من قبل شخص آخر. كن حذرا لشطف إناء زجاجي يحتوي على عينة بحيث يتم غسلها كل الجسيمات التمسك الجدران الزجاجية في طبق بيتري. وزن جزيئات microplastic من كل فئة على حدة عن طريق استخدام على نطاق والتحليلي. تحتاج إلى أن تجفف قبل وزنها الجسيمات Microplastic. طبق بيتري مغلقة يمكن أن توضع في مجفف أو العينات يمكن أن تترك لتجف في طبق مغلقة حتى أصبحت الجسيمات الجافة (وزن طبق بتري مغلقة مع الجسيمات هو ثابت). تحديد القمامة الصغيرة. عند تحليل عينة بحثا عن جزيئات البلاستيك الصغيرة، يرجى النظر في هذاوبعض الجسيمات تكون مرئية بسهولة (اللون والشكل والحجم)، في حين أن البعض الآخر قد يكون اصعب العثور عليها. وفيما يلي بعض الميزات التي تحدد جزيئات microplastic في العينة: على سبيل المثال، لا بنية الخلية، متفاوتة، حادة، وحواف ملتوية، سمك موحد، والألوان المميزة (الأزرق والأخضر والأصفر، الخ). 3. تحديد الكيميائي للجزيئات البلاستيك ATR-FTIR الطيفي قبل التحليل تنظيف نظام الكشف مع الكحول والوبر القماش الخالي. تسجيل الطيف الخلفية. ضع العينة على صاحب العينة وجمع الأطياف. التعرف على الحصول ATR- FTIR أطياف باستخدام المقارنة الآلية لإدارة الطيف تم الحصول عليها مع الأطياف في قاعدة بيانات. مايكرو ATR-FTIR الطيفي قبل التحليل تنظيف نظام الكشف مع الكحول والوبر القماش الخالي. ضع العينة على مرشح الزجاج. ملاحظة: مرشحات أخرى يمكن أن يكون لناإد لكن طبيعة البوليمر التي يمكن أن تتداخل مع التوصيف. وضع مرشح مع العينة على الطاولة المسح التلقائي واستخدام عصا التحكم لتحديد العينة. تسجيل صورة البصرية وعلامة على المنطقة (على سبيل المثال 20 من 20 ميكرون) حيث ستتميز العينة. تسجيل الطيف الخلفية. ضع العينة على صاحب العينة وجمع الأطياف في موقع محدد مسبقا. تحديد الصغير ATR-FTIR أطياف تم الحصول عليها باستخدام المقارنة الآلية لإدارة الطيف تم الحصول عليها مع الأطياف في قاعدة بيانات.

Representative Results

النتيجة الأولى من بروتوكول صفها هي جسيمات microplastic تصنيفها إلى ست فئات وفقا لخصائص بصرية من (الجدول 1). الفئة الأولى، وعادة ما تكون واحدة الأكثر وفرة، هي أجزاء (الشكل 1). فهي جامدة، سميكة، مع حواف ملتوية حادة وغير منتظمة الشكل. ويمكن أن تكون في مجموعة متنوعة من ألوان مختلفة. الفئة الثانية هي الأفلام (الشكل 2). تظهر أيضا في أشكال غير منتظمة، ولكن بالمقارنة مع شظايا، فهي رقيقة ومرنة وعادة شفافة. الفئة الثالثة هي الكريات (الشكل 3)، التي تنشأ عادة من صناعة البلاستيك. هم غير النظامية، والأشكال المستديرة، وعادة أكبر في الحجم، حوالي 5 ملم في القطر. أنها عادة ما تكون مسطحة على جانب واحد، ويمكن أن تكون ذات ألوان مختلفة. الفئة الرابعة هي حبيبات (الشكل 4). بالمقارنة مع الكريات، لديهم شكل دائري منتظم وعادة ما يكون حجم أصغر، حوالي 1 ملم في القطر. تظهر في الألوان الطبيعية(الأبيض والبيج والبني). الفئة الخامسة هي خيوط (الشكل 5). هم، القادم إلى شظايا، النوع الأكثر وفرة من الجسيمات microplastic. ويمكن أن تكون قصيرة أو طويلة، مع سمك وألوان مختلفة. الفئة الأخيرة هي الرغاوي (الشكل 6). أنها غالبا ما تأتي من الجزيئات الكبيرة من الستايروفوم. فهي لينة، وشكل غير منتظم والأبيض إلى اللون الأصفر. والنتيجة الرئيسية للجزيئات البلاستيك أخذ العينات وتحليل العينات هو عدد الجسيمات microplastic لكل عينة. ويمكن لهذه البيانات أن يكون مزيد من تطبيع في كم 2. الصيغة المستخدمة لتطبيع هي: الجسيمات microplastic في منطقة العينة / العينات، حيث يتم احتساب مساحة أخذ العينات عن طريق ضرب المسافة أخذ العينات عن طريق عرض افتتاح شبكة مانتا (الجداول 2، 3؛ الشكل 7). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن تحليل الجزيئات مع ايمبرامج التحليل العمر. وتشمل النتائج طول الحد الأقصى ومساحة كل الجسيمات (الجدول 4). الرقم 8A تظهر الجسيمات قبل تحليل الصور والرقم 8B هو بعد تحليل الصور، حيث يتم قياس كل جسيم ومرقمة. وأخيرا، ينصح التحليل الكيميائي للعدد الكلي أو أعلى ممكن من الجزيئات في العينة. عن طريق تحويل فورييه الطيفي بالأشعة تحت الحمراء يكتسب طائفة من الجسيمات المحدد، كما هو موضح في الشكل 9. ثم تتم مقارنة هذا الطيف مع أطياف من مكتبة البرامج (الشكل 10). وسوف تظهر النتيجة النهائية إذا جسيم معين هو من البلاستيك أو لا، وتشير إلى نوع من البلاستيك من التركيب الكيميائي. 1 فتات 2 الأفلام 3 الكريات 4 حبيبات 5 خيوط 6 رغوة الصورة الجدول 1: فئات من جزيئات microplastic. الشكل 1: مثال على جزيئات من فئة: شظايا. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 2: مثال على جزيئات من الفئة: أفلام. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. /55161fig3.jpg "/> الرقم 3: مثال من جزيئات من فئة: الكريات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 4: مثال على جزيئات من فئة: حبيبات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 5: مثال على جزيئات من فئة: الشعيرات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. <p cمعشوقة = "jove_content" fo: المحافظة على together.within الصفحات = "1"> الشكل 6: مثال على جزيئات من فئة: كسوات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. بعد أخذ العينات [كم] 2 عرض مانتا [كم] 0.0006 منطقة أخذ العينات [كم 2] 0.0012 الجدول 2: مثال لبيانات من المسح، وتستخدم لحساب الجسيمات microplastic في كم 2. لا لا / كم 2 فتات 301 250833 الأفلام 45 37500 الكريات 15 12500 حبيبات 8 6667 الرغاوي 33 27500 خيوط 223 185833 الجدول 3: مثال لنتائج الدراسة، حيث يتم حساب البيانات تصنيفها إلى 6 مجموعات وتطبيع في كم 2 (لا – عدد الجسيمات). الرقم 7: مثال على نتائج ممثل بعد تصنيف البصري صالمواد (لا – عدد الجسيمات). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. منطقة المؤشر منطقة [مم ²] الحد الأقصى لطول [مم] 1 8،010 5،506 2 10،517 5،628 3 12.185 5،429 4 3،367 3،367 5 2.475 2،155 6 1.809 2،943 7 6،604 5،238 8 5،779 4.037 9 4.472 3،791 10 16،907 5.355 11 7،246 3،733 12 7،867 4.622 13 6،411 5،056 14 3،281 3.070 15 12،937 5،554 16 6،709 3،716 الجدول 4: مثال لنتائج تحليل الصور حيث يتم قياس منطقة [مم 2] والحد الأقصى لطول [مم] من كل الجسيمات. الرقم 8: مثال لصورة اكتسب) قبل وب) بعد تحليل الصور من الجزيئات مع برنامج تحليل الصور.ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55161/55161fig8large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الرقم 9: مثال على أطياف يقاس على الجسيمات المحدد مع قمم ملحوظ وموجات من [سم -1]. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 10: مثال على المقارنة بين أطياف المكتسبة من الجسيمات المحدد إلى أفضل مباراة من المكتبة أطياف ATR-FTIR. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا وigure.

Discussion

جزيئات البلاستيك أخذ العينات على سطح البحر من قبل شبكة مانتا هي الطريقة المستخدمة على نطاق واسع لأخذ عينات من البلاستيك الصغيرة على سطح البحر، ولكن حتى الآن لم يكن هناك منهجية موحدة. يمكن تصفية كمية كبيرة من المياه من خلال الشبكة مانتا، وبالتالي فإن إمكانية محاصرة عدد هام من جزيئات البلاستيك مرتفع وينظر إلى نتائج يمكن الاعتماد عليها. وأكد مقارنة النتائج بين عينات مختلفة من التطبيع. في حالتنا، كانت هناك صلة بين تركيزات إلى منطقة العينة عن طريق ضرب المسافة الجر من العرض الأفقي للافتتاح صافي. وثمة خيار آخر هو استخدام تدفق متر، ثابتة في افتتاح صافي. استخدام تدفق متر ممكن منذ الشباك مانتا مع أجنحتها الجانبية غير مستقر للغاية على سطح البحر وبالتالي القفز على الأمواج هو الحد الأدنى. ألف متر تدفق يسجل حجم المياه التي تمت تصفيتها وبالتالي يمكن تطبيع النتائج في حجم المياه عينات ^16.

<p class="jove_content"> الشباك مانتا الأكثر استخداما لها حوالي 300 حجم ميكرون شبكة وهي 3-4،5 م طويلة. تم تحسين هذه الأبعاد لتجنب انسداد الشبكة والسماح للأخذ عينات من حجم المياه كبيرة بقدر الإمكان. ينصح سرعة يصيد ما بين 2-3 عقدة، ولكنها تعتمد على ارتفاع الأمواج وسرعة الرياح والتيارات البحرية. من المهم جدا أن شبكة مانتا تحت إشراف طوال الوقت أثناء أخذ العينات وإذا كان يبدأ التنقل، يجب أن يتم تخفيض سرعة شباك الصيد. ويوصى الوقت يصيد أن يكون حوالي 30 دقيقة، ولكن يعتمد على تركيزات seston. وقد يحدث أن seston يسد أحيانا الشباك مانتا. في هذه الحالة استخدام شباك الجر لابد من وقفها فورا، وإلا فإن الجزيئات microplastic يمكن أن تضيع وشبكة يمكن أن يحصل تلف. شبكة مانتا هو في معظم الأحيان الثابتة من جانب السفينة. وهذا هو أيضا الخيار الأنسب، في حين أن شبكة مانتا هو بالتأكيد خارج منطقة اليقظة. في بعض الدراسات تم إصلاح شبكة مانتا من مؤخرة السفينة^{17، 18،} ولكن في هذه الحالة لديك للتأكد من أن الشبكة خارج منطقة اليقظة. المسافة، والتي يتم تعيين الجر لأخذ العينات، وينبغي أن تحدد بشكل فردي، لأن منطقة الاضطرابات الناجمة عن السفينة تختلف من حجم السفينة ومن سرعة القارب ^{19 و 20.}

وغالبا ما يتم فصل جزيئات microplastic من العينات سطح البحر فقط عن طريق التعرف البصري ^21. الجسيمات أكبر من 1 مم يمكن التعرف عليها بسهولة بالعين المجردة، في حين أن جزيئات أصغر من 1 مم تتطلب استخدام مجهر تشريحي. للحد من إمكانية الخلط بين الجزيئات غير البلاستيكية بأخرى بلاستيكية، وذلك باستخدام ضوء الاستقطاب على المجسمة ويوصى. احتمال عدم التعرف من الجسيمات البلاستيكية يحصل أعلى مع جسيمات أصغر. وهكذا الجسيمات> 0.5 مم يمكن التعرف فقط بصريا ^21، عن طريق استخدام مجهر تشريحي. للجسيمات أصغر من 0.5 ململا بد من وضع، طريقة أكثر دقة إضافية سبيل المثال الجزئي الطيفي ATR-FTIR ^21.

خلال عملية فصل جزيئات البلاستيك الصغيرة من العينة إمكانية تلوث العينة مع خيوط المحمولة جوا عالية جدا. لهذا السبب، والسيطرة على أطباق بتري ترك الباب مفتوحا على طاولة العمل ينصح بشدة لتحديد الجسيمات العالقة في الهواء الملوثات المحتملة. وهي جودة البيانات تعتمد بقوة على: 1) الدقة من شخص يعمل مع العينة، 2) نوعية والتكبير من مجهر تشريحي، و3) كمية من المواد العضوية في العينة ^16. بعد التعرف البصري فمن المستحسن لتحليل الجزيئات فرزها مع واحدة من التقنيات المتاحة لتحديد الكيميائي للمادة ^8.

وتوجد عدة طرق لتحديد البوليمر، من بينها التحليل الطيفي FTIR ورامان الطيفي هي معظم frequen بعضتستخدم TLY ^22. FTIR ورامان الطيفي والتقنيات التكميلية ودقتها مشابهة. في بروتوكول لدينا، وقدم FTIR والتحليل الطيفي FTIR الصغير مع "الانعكاس الكلي الموهن" (ATR). فهي بسيطة لاستخدام وأنها تمكن نتائج سريعة ودقيقة. البوليمرات البلاستيكية تمتلك الأشعة تحت الحمراء (IR) أطياف محددة للغاية مع أنماط الفرقة متميزة، مما يجعل أطياف الأشعة تحت الحمراء وتقنية المثلى لتحديد جزيئات البلاستيك ^21. الطاقة من الأشعة تحت الحمراء يثير الاهتزاز الجزيئي محددة عند التعامل مع عينة، والتي تمكن من قياس مميزة الأشعة تحت الحمراء أطياف ^22. يمكن FTIR الطيفي أيضا تقدم معلومات إضافية عن الجسيمات، مثل شدة الأكسدة ²³ ومستوى تدهور ^24. في حين ATR-FTIR مناسبة لتحديد الكيميائي للجزيئات أكبر (> 0.5 ملم)، ويمكن الجزئي ATR-FTIR الطيفي تقديم معلومات عن التركيب الكيميائي للجزيئات & #60؛ 0.5 ملم، كما أنه يجمع بين وظيفة المجهر ومطياف الأشعة تحت الحمراء.

قبل استخدام FTIR والجزئي الطيفي FTIR، والجسيمات microplastic يجب أن تكون جافة في السابق، لأن المياه تمتص بقوة الأشعة تحت الحمراء ^22، وتنقيته، في حال تم تغطيتها مع الأغشية الحيوية و / أو غيرها من أتباع العضوية وغير العضوية، والتي يمكن أن تؤثر على أطياف الأشعة تحت الحمراء. الطريقة الأكثر غير الغازية لتنقية العينات هي عن طريق اثارة والشطف بالماء العذب ^25. إذا كان هذا لا يكفي، ثم ينصح استخدام 30٪ بيروكسيد الهيدروجين. ويمكن لجميع أساليب أخرى يكون لها آثار سلبية على جزيئات microplastic (مثل التنظيف بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تزيد من كسر جزيئات، المحاليل الحمضية أو القلوية القوية يمكن أن تلحق الضرر عدة البوليمرات البلاستيكية، وما إلى ذلك)، وبالتالي استخدامها غير مستحسن. اعدة أكثر هو استخدام الهضم الأنزيمي متسلسلة كخطوة تنقية دية البلاستيكية. تنقية باستخدام أنزيمات الفنية المختلفة (مثل الليباز، لmylase، بروتين، كيتيناز، السيلولوز، وقد تم تطبيق بروتين-K) بنجاح للحد من مصفوفة البيولوجية من العوالق وهكذا ثبت أن تقنية قيمة للتقليل من القطع الأثرية مصفوفة خلال قياسات التحليل الطيفي FTIR ^22.

فصل جزيئات البلاستيك التي كتبها التعرف البصري وتحديد الكيميائي للجزيئات محددة على حد سواء العمليات للغاية تستغرق وقتا طويلا. هذا العمل الذي ينبغي القيام به من قبل شخص دقيق والمريض الذي لديه خبرة مع المجسمة، وليس فقط في التعرف على جزيئات البلاستيك، ولكن أيضا في التعرف على مسألة البيولوجية. حتى شخص ذي خبرة لا يمكن أن تميز كل الجسيمات microplastic المحتملة بشكل لا لبس فيه من الكيتين أو المشطورة شظايا ^22. ولذلك، فإن نسبة الخطأ الفرز البصرية يتراوح من 20٪ ^{26-70٪ 21} ويزداد مع تناقص حجم الجسيمات.

Materials

In this protocol no specific equipment or reagents were used.