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Comparison and uncertainty evaluation of two centrifugal separators for microplastic sampling
Journal of Hazardous Materials ( IF 9.038 ) Pub Date : 2021-02-22 , DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.125482
Lars Hildebrandt; Tristan Zimmermann; Sebastian Primpke; Dieter Fischer; Gunnar Gerdts; Daniel Pröfrock

For commonly applied microplastic sampling approaches based on filtration, high throughput and no size-discrimination are conflicting goals. Therefore, we propose two efficient centrifugal separators for small microplastic sampling, namely the utilization of a hydrocyclone as well as a continuous flow centrifuge. Thorough method optimization was followed by application in an extensive sampling study to investigate the separators’ retention behavior for particulate plastics from estuarine waters. Microplastic concentrations ranged from 193 to 2072 particles m-3. The most dominant identified polymer types were polypropylene, acrylates, polyvinyl chloride and polyethylene. More than 95% of particles were < 100 µm.

For the first time in microplastic research, an expanded uncertainty was calculated according to the “Guide to the expression of Uncertainty in Measurement” (JCGM 100:2008). Bottom-up uncertainty evaluation revealed the different sampling methods (~ 44%), sample replicates (~ 26%) and the different detection techniques (~ 16%) as the major sources of uncertainty. Depending on the number of particles detected in the samples, the relative expanded uncertainty (Urel (k =2)) ranged from 24% up to > 200% underpinning tremendous importance of sound uncertainty evaluation. Our results indicate that scientist should rethink many “observed patterns” in the literature due to being insignificant and herewith not real.



中文翻译:

两种用于微塑料采样的离心分离机的比较和不确定度评估

对于基于过滤的常用微塑料采样方法,高通量和无大小差异是相互矛盾的目标。因此,我们提出了两种有效的离心分离器,用于小规模的微塑料采样,即利用水力旋流器和连续流离心机。彻底的方法优化之后,在广泛的采样研究中进行了应用,以研究分离器对河口水中颗粒塑料的保留行为。微塑料的浓度范围为193至2072个颗粒m -3。确定的最主要的聚合物类型是聚丙烯,丙烯酸酯,聚氯乙烯和聚乙烯。超过95%的颗粒小于100  µm。

首次在微塑性研究中,根据“测量不确定度表示指南”(JCGM 100:2008)计算了扩大的不确定度。自下而上的不确定性评估显示出不同的采样方法(〜44%),样品重复(〜26%)和不同的检测技术(〜16%)是不确定性的主要来源。根据样品中检测到的颗粒数量,相对扩展不确定度(U relk = 2))范围从24%到> 200%,这对声音不确定性评估的重要性至关重要。我们的结果表明,科学家应该重新考虑文学中的许多“观察到的模式”,因为它们是微不足道的,因此不是真实的。

更新日期:2021-02-22
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