Нанопластика это: Нанопластика, кератиновое выпрямление и ботокс для волос

Нанопластика, кератиновое выпрямление и ботокс для волос

Роскошные, ухоженные волосы, вслед которым оглядываются не только мужчины, но и женщины — пожалуй, об этом мечтает любая девушка. К счастью, даже если от природы волосы выглядят не так, как хотелось бы, благодаря нашим новинкам желаемое можно с лёгкостью превратить в действительность. Одни из самых популярных процедур для волос в Саратове в последнее время это: ботокс, кератиновое выпрямление и нанопластика.

Нанопластика – это оздоравливающая уходовая процедура для волос, в основе которой лежит заполнение структуры волос кератином. Придает гладкость и блеск волос.

Нанопластика — аналог кератинового выпрямления, только с более безопасным, а зачастую и полностью натуральным составом. Главное действующее вещество — аминокислоты, которые встраиваются в структуру волоса и заполняют ее. Масла, экстракты, пантенол и протеин дарят волосам еще больше восстановления и питания.

Нанопластика укрощает кудрявые, спутанные, непослушные пряди. Особенно выручит обладательниц коротких стрижек каре или боб, сократив время укладки вдвое.
Принципиальное отличие от кератинового выпрямления заключается в том, что нанопластику рекомендуют делать на относительно здоровые, не слишком травмированные волосы. Не подходит для блондинок.

Как проходит процедура: на вымытые волосы наносят состав и выдерживают 30–60 минут. Смывают теплой водой, сушат волосы феном, вытягивают утюжком. Под воздействием горячей температуры ингредиенты препарата буквально запаиваются в глубину волос. Затем состав полностью смывают шампунем, наносят маску и сушат феном. В среднем процедура занимает от двух до трех часов. Стоит учесть, что из-за воздействия аминокислот цвет волос может осветлиться на один-три тона, поэтому окрашивание лучше делать через неделю после процедуры.
Эффект: волосы становятся прямыми, упругими, блестящими и ухоженными. Пряди не путаются, легко расчесываются и поддаются укладке. Кроме того, они надежно защищены от сечения и ломкости, термических и физических воздействий. Результат держится до полугода при правильном домашнем уходе.

Кератиновое выпрямление и восстановление волос – это специальная процедура для выпрямления и разглаживания волос. Эффект от неё – это прямые гладкие волосы, даже если до этого они отличались излишней пушистостью или завивались.

Кератин — это разновидность белка, который является строительным элементом волос. С его помощью можно восстановить поврежденные пряди и заодно сделать их гладкими. Под действием высокой температуры кератин заполняет микротрещины на волосах и служит своеобразным каркасом, который держит их в прямом состоянии. Подходит обладательницам непослушных, пористых волос и спасает после неудачной химической завивки.

Как проходит процедура: на вымытые волосы наносят состав, не затрагивая корни, и сушат феном. Затем каждую прядь расчесывают и тщательно выпрямляют утюжком.

Эффект: кератин разглаживает даже африканские кудряшки. Волосы становятся блестящими, тяжелыми и прочными. Посеченные концы буквально запаиваются. Волосы легко укладываются, не пушатся, а прическа сохраняет форму даже в непогоду. Результат держится до полугода, если использовать поддерживающий домашний уход.

Ботокс волос – это процедура для восстановления и улучшения качества волос. Благодаря ей волосы становятся более здоровыми и менее пористыми, также уходит пушистость.

В качестве главного ингредиента выступает молекула интра-силан: при взаимодействии с водой она проникает вглубь волосяного стержня и заполняет собой мельчайшие повреждения. Также в состав ботокса для волос входят витамины, гиалуроновая кислота, кератин, аминокислоты, натуральные масла и экстракты.

Препарат наносят не только на пряди, но и на кожу головы, чтобы укрепить корни волос. Процедура полезна при выпадении волос и особенно рекомендуется окрашенным в блонд, так как полностью нейтрализует желтизну.

Эффект: волосы сразу выглядят здоровыми, шелковистыми и блестящими, без секущихся концов и пушистости. Легко расчесываются, держат форму и объем даже без укладки. С каждой повторной процедурой длительность эффекта возрастает.

После салонной процедуры нельзя использовать глубоко очищающие шампуни. Используйте для мытья бессульфатные средства или те, что посоветует мастер.

Сильно поврежденные кончики волос лучше предварительно срезать. Тогда салонная процедура хорошо запаяет свежий срез, и волосы надолго останутся здоровыми.

Окрашивание лучше сделать заранее и выбрать цвет ярче, чем обычно, так как пигмент под утюжком может выцвести. После процедуры желательно красить волосы не раньше чем через две недели.

Если вы все еще ищите где сделать кератиновое выпрямление волос в Саратове, нанопластику или где сделать Ботокс волос в Саратове. Обращайтесь в салон красоты «Дива»
Ждём Вас на Чапаева, 56Е

Ежедневно с 8:00 до 22:00

Нанопластика волос – что это такое: мнение экспертов и личные истории

Ухоженные блестящие волосы – один из главных атрибутов женской красоты. В последнее время наряду с привычными процедурами, такими как кератиновое выпрямление и ботокс, салоны красоты предлагают сделать нанопластику, которая выпрямляет волосы и придает им блеск, как из рекламы шампуня.

Редакция WFC.tv узнала у трихолога, что врачи думают об этой процедуре и так ли она полезна для волос, а также попросила тех, кто уже успел воспользоваться нанопластикой, поделиться своими впечатлениями. 

Фото: Unsplash.com

Мнение экспертов

Юлия Романова, врач-трихолог

Процедура нанопластики является одним из вариантов перманентного выпрямления волос. Она улучшает их внешний вид: волосы становятся менее пушистыми, более гладкими, прямыми и блестящими. Но при этом волосы теряют в объеме, что может не понравиться девушкам с тонкими или редкими волосами.

Иногда процедуру причисляют к разновидности кератинового выпрямления, но нанопластика, которая относится к вариантам кислотного выпрямления волос, позиционируется как более безопасная процедура. В отличие от кератинового выпрямления составы средств для нанопластики не содержат токсичного вещества – формальдегида и высвобождающих его компонентов.

В связи с этим процедура нанопластики более безопасна для здоровья в сравнении с кератиновым выпрямлением и даже разрешена для применения у беременных и кормящих женщин, но только после консультации с мастером.

Как это работает? После температурного воздействия на поверхности волос при нанопластике образуется гидрофобная пленка, придающая волосам блеск. По мере использования шампуня пленка вымывается, соответственно, блеск уменьшается. Сами волосы остаются прямыми. Для продления эффекта мастера рекомендуют использовать бессульфатные шампуни. Также в процессе выпрямление меняется внутренняя структура стержней волос.

В процессе возможно осветление волос, иногда неравномерное. Важное значение имеет кислотность состава для нанопластики: чем ниже pH (выше кислотность), тем выше риск неблагоприятных последствий для кожи и чрезмерного повреждения стержней. Важное значение имеет выбор pH и в зависимости от типа волос: более устойчивы к процедурам выпрямления толстые волосы азиатов и африканцев, а вот у девушек с тонкими или поврежденными волосами больше риск повреждения волос.  Важно избегать нанесения состава на кожу: это может привести к раздражению и обострению хронических проблем, например, атопического дерматита, псориаза.

В целом процедура нанопластики является безопасной для здоровья, позволяет получить визуально гладкие и блестящие волосы. Однако не является процедурой лечения и восстановления волос.

Фото: Unsplash.com

Юлия Нагайцева, врач-дерматовенеролог, трихолог

Нанопластика волос – относительно новая процедура. Производитель позиционирует данный уход как альтернативу кератиновому выпрямлению. Акцент делается не только на восстановлении полотна, но и на лечебном эффекте. Также нам обещают устранить сеченые кончики.

Соответствуют ли данные обещания действительности? Дело в том, что видимая часть волоса является уже мертвым полотном. Все процессы, в том числе и питание волоса, идут от волосяного фолликула. Что бы мы ни наносили на полотно волоса снаружи, это никак не может улучшить его состояние. Никакие витамины, микроэлементы и масла при нанесении на волосы не могут попасть внутрь волоса и восстановить его. Следовательно, ждать лечебного эффекта от нанопластики не стоит.

Более того, нужно обратить внимание на противопоказания к данной процедуре, к ним относят: ухудшение состояния поврежденных волос, секущиеся кончики, аллергические реакции.

То есть производитель указывает на то, что процедура способна не просто восстановить волос, но и справиться уже с имеющимися повреждениями, но при этом секущиеся волосы являются исключением. Связано это с тем, что при выполнении нанопластики применяют выпрямители для волос с температурой нагрева 160–230 градусов. Становится очевидным, что процедура далеко не щадящая, более того – не лечебная.

Второй момент, который многие упускают из вида, –применение после процедуры безсульфатных шампуней. Данные средства будут меньше влиять на состав средства, сохраняя его на волосах длительное время, но они абсолютно не подходят людям с жирной кожей головы или с себорейным дерматитом. Безсульфатные шампуни обладают низкой промывающей способностью, следовательно, плохо промывают сальный секрет кожи головы. После подобного ухода вы будете обречены ходить с грязной головой и прилизанными волосами.

Если вы любите объем на голове, то данная процедура явно вам не подойдет, более того, я бы не рекомендовала эту процедуру и для окрашенных волос, поскольку есть риск дополнительной травматизации полотна волоса.

Личный опыт: клиентки салонов красоты – о нанопластике волос

Фото: Unsplash.com

Диана

Я блондинка и обладательница пушистых, пористых и кудрявых волос. Долго экспериментировала с салонными процедурами и искала ту, которая лучше всего подойдет моим непослушным волосам.

Мастер предложила мне на выбор четыре варианта процедур: бразильскую нанопластику, японскую биксипластию, биксипластию в смеси с кератином или чистый кератин нового поколения. Чтобы проверить, что из этого будет оптимальным, мы решили провести эксперимент: выделили четыре пряди волос, нанесли на каждую по составу и оставили на несколько недель. В итоге я остановила свой выбор на нанопластике волос – именно этот вариант не доставил мне проблем и полностью оправдал ожидания.

Сама процедура занимает достаточно много времени: на длинные волосы требуется три часа. Также меня сразу предупредили, что первое время волосы у кожи головы будут очень быстро пачкаться. Первые 12 часов после процедуры нельзя закалывать волосы заколками и резинками, иначе образуются заломы. Я все же аккуратно убирала крабиком, в моем случае на волосах это не сказалось.

Интересно, что технология оставляет возможность сохранения волн, но я решила сделать полностью прямые волосы. Эффект продержался полтора месяца. По истечении срока волосы постепенно начали пушиться от корней, так как стали расти немного быстрее. 

До этого я делала биоламинирование несколько раз, ботокс волос 20 раз по схеме, и биокератин. В отличие от этих процедур, нанопластика никак моим волосам не навредила, эффект мне очень понравился, поэтому я буду продолжать делать ее дальше.

Светлана

У меня светлые окрашенные волосы. На протяжении многих лет делала себе кератиновое выпрямление примерно раз в полгода, а последний раз решилась на нанопластику. Прочитала об этой услуге много позитивных отзывов.

Мне вымыли голову специальным шампунем, подсушили феном, и мастер начала наносить состав. После этого утюжком стала вытягивать волосы по небольшим прядям. Во время нанесения состава был легкий аромат от смеси, но не противный. А вот во время работы с утюжком пришлось открыть все окна, потому что запах был очень сильный и неприятный. 

После нанопластики мои волосы стали светлее на тон. Качество волос сначала мне показалось приличным. Мастер сказала, что ухаживать надо так же, как и после кератина, – мыть безсульфатными шампунями, можно пользоваться маслами. 

Когда вымыла голову первый раз после нанопластики, то увидела, что у меня сожжены кончики волос: пришлось состричь. Также волосы в мокром состоянии расчесывались очень плохо, а во время сушки слегка пушились.

Процедуру мне провели 30 января, и на сегодняшний день от эффекта не осталось и следа, хотя мастер утверждала, что он должен продержаться от четырех до шести месяцев.

Фото: Pexels.com

Маргарита

У меня темные непослушные волосы: малейшие признаки дождя или влажности на улице – и тщательно уложенная прическа превращается во «взрыв на макаронной фабрике». Долго выбирала между кератиновым выпрямлением и нанопластикой, и в итоге остановилась на последнем варианте. 

После завершения всех манипуляций у меня были абсолютно ровные, блестящие волосы: именно к такому эффекту я и стремилась. Волосы стали светлее буквально на один тон, смотрелось так, будто они слегка выгорели на солнце, но лично меня это не смутило.

Первые несколько дней после процедуры волосы очень быстро грязнились и потеряли в объеме, и я даже начала жалеть о том, что сделала себе нанопластику. Но потом все пришло в норму.

По-настоящему испытать процедуру мне удалось в полевых условиях: через неделю после посещения салона у меня был запланирован отпуск на море. Я очень беспокоилась, что от процедуры не останется и следа. Но была приятно удивлена: несмотря на влажность и морскую соль, волосы продолжали оставаться гладкими и красивыми – и это без использования утюжка.

Хочу сразу предупредить: не стоит верить в обещанные мастером шесть месяцев эффекта. У меня он продержался около трех месяцев, а дальше волосы стали слегка завиваться, уже не были такими блестящими. Где-то через четыре месяца от нанопластики осталось одно воспоминание. Но я все равно буду продолжать делать эту процедуру, потому что с ней мои волосы стали такими, о каких я всегда мечтала.

Другие секреты красоты:

Ламинирование бровей и ресниц: личные истории и советы врача

Как подстричь челку дома: мастер-класс от стилиста Ким Кардашьян

Стрижки, придающие объем волосам: самые удачные варианты

Авокадо и тальк для волос: бьюти-секреты, которые Кайли Дженнер, Джиджи Хадид и другие получили от своих мам

Витамины, масло для волос и другие секреты красивых волос: Стефания Маликова рассказала, из чего состоит её домашний уход

Быть в курсе!

Раз в неделю делимся статьями и новостями на темы моды, красоты, осознанности и жизни звезд

Нанопластика волос в Москве, цена процедуры — Салон красоты Naturel Studio

В сфере парикмахерских услуг с завидной регулярностью появляются новые методики восстановления и ухода за волосами. Среди появившихся нововведений достаточно не просто разобраться в их различиях и эффективности той или иной процедуры. О том, что такое нанопластика, с какой целью используется, каковы её особенности и пойдет речь в нашей статье.

Нанопластика – новейшая методика восстановления волос

Нанопластика – это новейшая, эффективная методика восстановления структуры волос с последующим выравниванием и приданием эстетически привлекательного, здорового внешнего вида. Нанопластика позволяет обладательницам безжизненных, спутанных или кудрявых волос обрести прямые, идеально гладкие, сияющие здоровьем локоны.

Для данной процедуры используется специально разработанный препарат, в состав которого входит множество аминокислот, коллаген, протеины шёлка и пшеницы, а так же различные натуральные масла. Основной особенностью нанопластики является отсутствие в составе используемых препаратов губительного для человека формальдегида и химически синтезированных отдушек. Более натуральный и безопасный состав позволяет рекомендовать нанопластику для восстановления волос детям любой возрастной категории, а так же женщинам в период беременности и кормления грудью.

Принцип действия препаратов и технология проведения процедуры

Принцип действия препаратов используемых в нанопластике заключается в проникновении действующих веществ внутрь волоса и восстановление его на клеточном уровне путем встраивания в структуру. Благодаря воздействию веществ волосы укрепляются, оздоровляются и восстанавливаются изнутри. В итоге Вы получаете сияющие здоровьем, блестящие и ухоженные волосы.

Технология проведения процедуры не столь сложна, сколь кропотлива. Для правильного её выполнения требуется опыт и знание мельчайших нюансов методики. Вряд ли в домашних условиях получиться учесть все особенности технологии. Поэтому нанопластику рекомендуется проводить в салоне у профессионального мастера, который в зависимости от состояния Ваших волос идеально подберет состав, тщательно и кропотливо обработает каждую прядь, выдержит оптимальный температурный и временной режим воздействия. Стоит учесть, что при воздействии препарата высвобожденные аминокислоты воздействуют на пигмент волоса, вследствие чего локоны становятся светлее на один – три тона.

Отличие нанопластики от выпрямления волос с помощью кератина

В отличие от кератинового выпрямления, суть которого в разглаживании волос, нанопластика является процедурой по полному оздоровлению и восстановлению структуры волоса с эффектом выпрямления. Помимо этого препараты, используемые при нанопластике, являются более безопасными для человека, так как в них отсутствует формальдегид и химически синтезированные отдушки – причины возникновения многих аллергических реакций.

Преимущества нанопластики

К основным преимуществам нанопластики, оценить которые сможет каждая женщина, можно отнести:
безопасность и эффективность процедуры;
привлекательный, здоровый внешний вид локонов;
мягкость и сияющий блеск прядей;
отсутствие спутывания и травмирования волос;
надежная защита локонов от воздействия температур во время сушки и укладки;
минимальные затраты времени на укладку;
обретенный эффект длится продолжительное время.

Однако соглашаясь на процедуру, стоит учитывать, что:
процедура нанопластики в среднем занимает около трех с половиной часов;
локоны быстрее загрязняются и требуют более тщательного частого мытья;
для ухода за волосами необходимо использовать безсульфатный шампунь.

Если Вы желаете обрести идеально гладкие, блестящие и ухоженные волосы – воспользуйтесь услугой нанопластики волос в салоне красоты.

Работы наших мастеров

Что такое нанопластика: особенности процедуры

Особенности нанопластики волос(кислотное выпрямление)

Каждая девушка мечтает о блестящих и ухоженных волосах. И нет ничего невозможного, ведь существует множество различных процедур, позволяющих воплотить мечту в жизнь. Нанопластика волос – это эффективная процедура, которая позволит придать локонам блеск и шелковистость.

Если вы впервые слышите название этой процедуры, вас наверняка интересует вопрос: что такое нанопластика волос? Это новая услуга, которая представляет собой воздействие на структуру волоса изнутри. После такой процедуры локоны становятся блестящими и гладкими, они не пушатся, а кончики не путаются. Эффект сохраняется надолго (примерно до полугода).

В составе средства нет формальдегида. Поэтому во время процедуры вы не почувствуете резких запахов, жжения. Не возникнет и других неприятных реакций. Уход абсолютно безопасен, поэтому средство можно применять для всех возрастных категорий. Процедура безопасна и для женщин в положении, и для матерей в период лактации.

Нанопластика волос отзывы свидетельствуют о хороших результатах. Их можно оценить на примере этой фотографии.

Преимущества и недостатки нанопластики

Как и любая процедура, имеет нанопластика волос плюсы и минусы. Среди преимуществ можно выделить:

• эффективный и быстрый результат – волосы обретают здоровый вид и привлекательность. Пряди совсем не путаются;
• процедура абсолютно безвредная;
• сохранение длительного результата;
• на ежедневную укладку затрачивается гораздо меньше времени;
• процедура отлично подходит для непослушных волос;
• волосы обретают надежную защиту от различных термических и физических воздействий;
• волосы после процедуры не только восстанавливаются, но и качественно выпрямляются.

Из недостатков можно отметить следующие:

• волосы придется гораздо чаще мыть;
• стоимость процедуры достаточно высокая;
• сама процедура занимает много времени;
• после волосы могут посветлеть на 1-2 тона.

Как делается нанопластика волос

Напопластика волос как делать – этот вопрос интересует тех, кто впервые познакомился с такой процедурой. На самом деле здесь нет ничего сложного, но запастись терпением и свободным временем все-таки необходимо. Процедура состоит из следующих этапов:

1. Тщательно помыть голову.
2. Распределить волосы на пряди, после чего нанести специальный препарат (следует избегать нанесения на корни). Хорошо распределить средство можно с помощью расчески. После этого следует оставить состав на определенное время, указанное в инструкции.
3. По истечении времени волосы нужно промыть, затем следует сушка волос феном, а после с помощью утюжка выпрямляют локоны.

Среди многочисленных средств наиболее хорошо зарекомендовала себя нанопластика волос Beox Solution. Это хорошее бразильское средство, которое показало отличные результаты и высокую эффективность.

Особенности пластики волос(Щадящее лёгкое выпрямение)

Противоположностью наноплестике является пластика волос . Составы специально разработтаные для «славянского» типа волос: светлого, тонкого,пористого. Обычно это жирные соредства, что то среднее между ботоксом и кератином. Пластика восстанавливает, неплохо выпрямляет волосы, не повреждая их структуру. Подходит даже на волосы, повреждённые термически или химически.

Видео инструкия нанопластика для волос:

Что такое Нанопластика, и кому подходит процедура?

Трудно не согласиться с тем фактом, что мечтой любой представительницы слабого пола являются здоровые и красивые локоны, которые волнами спадают с плеч. Для некоторых, достигнуть подобных результатов совсем просто, для других – необходимо приложить немало усилий. Если вы желаете стать обладательницей роскошных и шелковистых прядей, тогда добро пожаловать в нашу студию DaR Beauty. Благодаря такой услуге, как нанопластика волос. Это новейшая технология, с помощью которой нашим мастерам удаётся восстановить структуру волос и выпрямить их.

По большому счёту, такая процедура представляет собой комплекс профессиональных мероприятий, с использованием безвредных средств, с целью выпрямления локонов, придания им блеска, рассыпчатости и блеска. Помимо этого, воспользовавшись такой услугой, ваши волосы больше не будут путаться, пушиться, а эффект сохранится от 6 до 9 месяцев, даже в том случае, если вы часто используете фен и моете голову.

Такая процедура считается наиболее эффективной и безопасной среди существующих вариантов выпрямления волос. Она выполняется с помощью использования активных биологических кислот. Как результат, нашим мастерам удаётся добиться блестящих, гладких и здоровых локонов. Кроме этого, волосы смогут получить нужное количество влаги и всевозможные полезные витамины, микроэлементы.

Нашими профессионалами используются средства, не содержащие вредных компонентов, которые способны причинить вред волосам, вашему организму. Мы используем составы проверенных производителей. Просмотрев отзывы о нанопластике в СПб в студии DaR Beauty, вы убедитесь, что примите правильное решение, записавшись к нашим мастерам.

Как осуществляется процедура?

Время выполнения нанопластикизависит от длины и густоты волос. Но, обычно процедура осуществляется в несколько этапов:

• С локонов смывается вся косметика. Даже если маска использовалась несколько дней назад, необходимо удалить всё, что от неё осталось. Для подобных целей мастера используют шампунь содержащий мянкие павы, а именно безсульфатные. Голову моют 2-3 раза, до образования пены. После этого волосы слегка высушивают;
• После подобных мероприятий на пряди наносится специальное средство. Всё хорошенько распределяется по всей длине, состав оставляют на волосах на 40-60 минут;
• Далее состав смывают на 30%
• Волосы делятся на небольшие пряди и наступает этап термообработки утюжком;
• Наносится маска, волосы высушиваются феном и расческой.

Естественно, этапы могут быть дополнены и другими процессами. Тут всё зависит от состояния волос.

Преимущества метода

Просмотрев фото нанопластики волос, прочитав отзывы, вы убедитесь, что данная процедура очень эффективна и позволяет добиться потрясающих результатов. Обращаясь в нашу студию, вы получите качественную услугу, отличающуюся следующими преимуществами:

• Все средства, применяемые во время нанопластики безопасны, они не наносят вред вашим локонам и здоровью в целом.
• Отсутствие неприятных запахов при термической обработке волос, а также нет жжения.
• Получаете не только эстетический, но и лечащий эффект.
• Результат сохраняется на протяжении длительного времени.
• Волосы защищены от неблагоприятного воздействия внешних факторов, устраняется излишняя жирность и ускоряется рост волос.
• Сохраняется прикорневой объем волос.
• После процедура, уход и укладка не займут много времени, сил.

Обращаясь в нашу студию, вы получите качественную, профессиональную нанопластику волос по приемлемой стоимости.

Вопросы — ответы

Кому необходима нанопластика?

Нанопластика — идеальный вариант для тех, кто хочет выпрямить волосы на долгое время (6-9 месяцев) и сохранить объем. Это беспроигрышный вариант для беременных и детей, так-как в составе не содержится формальдегид и фенокситонол. Выпрямление происходит за счет кислот

Есть ли противопоказания?

Особых противопоказаний нет. Но такая процедура не делается тем девушкам, у которых сильно тонкие, хрупки или чрезмерно поврежденные волосы.

Какая разница между кератиновым выпрямлением и нанопластикой?

Как мы уже писали ранее- нанопластика является единственной услугой по выпрямлению, которая разрегена беременным и детям. У кератинового выпрямления такого преимущества нет. Так же стоит отметить длительность эффекта: у нанопластики 6-9 месяцев, у кератинового выпрямления 3,5-4,5 месяца

В чем разница между кератином, ботоксом и нанопластикой? 

В чем разница между кератином, ботоксом и нанопластикой? 

Как часто мы, те, кто непосредственно и ежедневно занимается продажей средств для проведения различных процедур для выпрямления и восстановления волос, сталкиваемся с тем, что клиенты ошибаются в выборе, приобретая совершенно не тот препарат, который им подойдет! Решаясь провести процедуру самостоятельно, при выборе качественной продукции они просто «теряются» в том разнообразии, что представляет сейчас косметическая индустрия в сфере профессиональных средств для волос, что и немудрено…Желание выглядеть, как на «картинке» из рекламного проспекта (или как известная актриса, певица, модель), либо отчаянная попытка вернуть своим волосам, испорченным неудачными окрашиваниями, тонированиями и прочими операциями, былую красоту и здоровье толкают наших покупательниц на то, что, без всяких сомнений доверяя рекламе, они выбирают косметическое средство, полагаясь только на собственное мнение по этому поводу. Ну, а потом, когда эффекта, как на «картинке», не получается, они бывают, как минимум, глубоко разочарованы результатами своего выбора. Потому что одного желания произвести определенную процедуру со своими волосами, как и собственной интуиции, в данном случае мало – хорошо бы все-таки прислушаться к совету профессионала. Ведь недостаточное знание состава и всех свойств того или иного средства для волос может привести к очень нехорошим, иногда – к необратимым или с огромными усилиями преодолеваемым последствиям для ваших локонов. Да что говорить об обычных покупателях – такие ошибки совершают иногда и мастера, работающие с разнообразными составами для выпрямления волос в салоне или на дому. Чтобы впредь вы избежали подобных промахов, давайте поговорим сегодня о том, в чем же разница между разнообразными выпрямительными и восстановительными процедурами, чем нанопластика отличается от кератина и каковы отличия ботокса от кератина. Для этого, прежде всего, разобьем все средства на отдельные категории и разберемся, для кого и для чего они оптимально подходят. 

Классический сильный кератин

Средства этого рода предназначены, в первую очередь, для выпрямления жестких кудрей, поэтому наилучшим образом подойдут для натуральных, густых, темных, сильно вьющихся волос. Основные свойства: подобные продукты не восстанавливают и не увлажняют волосы, но сильно уменьшают их объем. Главными представителями в этой категории являются составы Brazilian Blowout Original, Cocochoco Gold, Honma Tokyo Coffee Premium, Inoar G-hair, La Grace, Eternity Liss, Portier Cacao, Felps Okra, Luxliss.

Рассмотрим подробнее некоторые из них:

Кератин Inoar G-hair ( Иноар Джихэир) — является самым сильным препаратом в линейке средств бразильской компании Inoar. Он отлично подходит этническим, жестким, локонам с сильным завитком и сохраняет эффект на долгое время. Средство для кератинового выпрямления Inoar G.Hair Keratin Treatment реконструирует волосы, делает их идеально ровными, гладкими и мягкими, закрывает кутикулу и убирает нежелаемую пушистость.

Felps Okra (Фелпс Окра) — является самым сильным выпрямляющим и питательным составом в ассортименте компании. Данный состав работает в горячей и холодной техниках. Экстракт Окра закрепляется на поверхности волоска, помогает закрыть кутикулу, при этом реконструируя локон по всей длине. Вы получите ровные волосы с невероятным блеском и ярким цветом.
Кератин luxliss (Люкслис) — это уникальный препарат, который поможет справиться с непослушными прядками. Продукт позитивно влияет на кутикулу волос, делает локоны сильными, разглаживает их и добавляет невероятный блеск. Состав Luxliss оказывает удивительное действие на ослабленные или окрашенные волосы. Если волосы не повреждены, то результат следует ожидать только после нескольких применений. Кератин Люкслисс отзывы преимущественно положительные.

Мягкий кератин

Средства, содержащие его, рассчитаны на работу с вьющимися волосами средней жесткости и максимально подойдут для натуральных светлых или русых, пористых, пушащихся волос. Выпрямление в данном случае будет не таким сильным, но разглаживающий эффект будет существенно дополнен еще и увлажняющим, питательным и восстанавливающим действиями, структура волос упрочится, а их внешний вид станет более ярким, ухоженным, добавится блеск. Основными составами с подобными свойствами являются Plastica Dos Fios, Beox Express Liss, BC Original, Felps Plastica Capilar, Inoar Moroccan, Cocochoco Pure, Portier Exclusive, биксипластия Honma Tokyo Plast Hair.

Самые популярные из них:

Felps Plastica Capilar (Фелпс Пластика) — помогает выровнять волосы на долгий период времени. Локоны станут увлажненными, блестящими, разглаженными и шелковистыми. Гарантирует 100% удаление пуха. Реконструкция всей структуры волос.

Cocochoco Pure (Кокочоко Пьюр) — выпрямление волос Кокочоко разрешено использовать для всех типов волос — осветленных, окрашенных, вьющихся или кудрявых, подвергшихся химической или термической обработке, пористых, поврежденных и ослабленных, утративших жизненную силу. Процедура поможет вернуть свою природную силу, обеспечивает защиту волос от внешних негативных факторов, делает волосы послушными, гладкими, блестящими, здоровыми, шелковистыми, избавляет от проблем с расчесыванием, спутанностью, укладкой.

Portier Exclusive (Портье Эксклюзив) — кератин для ошеломляющего результата: прямые, глянцевые, ухоженные, красивые, блестящие волосы. Несмотря на то, что на рынке кератинов данный состав недавно, он уже успел покорить сердца мастеров своей эффективностью, универсальностью, стоимостью и безопасностью. Кератин Портье Эксклюзив подходит всем типам волос — от тонких, окрашенных славянских до жестких и плотных этнических. Идеален для вьющихся, волнистых, кудрявых, пористых локонов

Нанопластика

Нанопластика – это современные натуральные средства для выравнивания волос на аминокислотной основе. Их первостепенное предназначение состоит в выпрямлении локонов. Продукты этого типа отлично справятся с жесткими, темными натуральными волосами, а также прядями с сильным витком. При этом длительность выпрямления у таких составов, как правило, меньше, чем у содержащих сильный кератин, а восстановительный эффект – гораздо лучше. Необходимо учесть, что эти препараты не подходят для использования на светлых, тонких, поврежденных и ломких волосах. У нанопластики средства с самым эффективным действием – это Honma Tokyo Coffee Green, Beox Solution, W-One, Let me be Protein Smoothing, Brae Puring Smooth Infusion Therapy. 

Нанопластика Honma Tokyo Coffee Green (Хонма Токио) — состав для выпрямления и реконструкции любого типа волос. Продукт справится в том числе и с афро-завитками и этно. Можно использовать для любого цвета волос, препарат дает эффект осветления (блондин — нейтрализация желтизны; темный цвет — осветление на один тон).

Beox Solution (Беокс) — безформальдегидный кератин для выравнивания локонов, что базируется на уникальной формуле Fiber Protein Complex. Выравнивает волосяное полотно любого типа и структуры. KeraPrime Solution реконструирует чувствительные пряди, повышает сопротивление к негативному химическому или физическому воздействию, дарит невероятный блеск и шелковистость.

Let me be Protein Smoothing (Лет ми би) — бразильское выравнивание волос подходит для любого типа волос с упругим завитком, кроме обесцвеченных и очень поврежденных. Главное преимущество продукта — перед процедурой не нужно использовать технический шампунь. Это существенно сэкономит ваше время и деньги. Препарат простой и легкий в использовании, имеет приятный, но не очень едкий запах.

Ботокс

Ботокс – средства, действие которых ориентировано, прежде всего, на увлажнение, питание и восстановление здорового состояния и красивого внешнего облика локонов. У ботокса и нанопластики отличие главное в том, что выпрямляющий эффект в ботоксных составах либо совсем отсутствует, либо является минимальным. Средства с ботоксом прекрасно подойдут для ровных, тонких, светлых или окрашенных, поврежденных и ломких волос. Основные свойства подобных средств таковы: они хорошо питают и увлажняют, восстанавливают структуру волос, укрепляют их и прибавляют им блеска. Если вы не можете решить, какой марки выбрать ботокс для волос, какой состав лучше, то наши рекомендации такие: Honma Tokyo H-Brush, Botosmart Expert Silk, Lagrace Botox, Portier Ciclos, Cadiveu Plastica De Argila, Richee NanoBTX, Fox Botox. 

Honma Tokyo H-Brush ( Хонма Токио) — ботокс для профессионального ухода за максимально поврежденными локонами. Постоянное окрашивание, негативное действие химических компонентов и влияние окружающей среды повреждают волоски, делают их тусклыми, ломкими и непослушными. Достаточно купить ботокс для выравнивания волос Honma Tokyo H-BRUSH Botox и ваши локоны получат яркость, упругость и гладкость.

Richee NanoBTX (Рише) — состав для восстановления волос ботоксом, который поможет уплотнить, увлажнить локоны и добавить им долгожданный блеск. Купить Ботекс для волос Richee Nano BTX рекомендуем для лечения и реконструкции прядей. Эффект способен продержаться несколько месяцев.

Cadiveu Plastica De Argila (Кадивью) — холодный ботокс для волос, который был разработан для того, чтобы восстанавливать, питать и лечить поврежденные, ломкие и ослабленные волосы. Можно использовать для всех видов волос, но работает он на ломких, сухих, безжизненных, поврежденных волос, что потеряли свою красоту и здоровье. Сегодня многие хотят купить ботокс Cadiveu Plastica De Argila 3x, поскольку он отличается большим количеством преимуществ. Цена на средства для ботокса волос доступная.

В заключение еще раз хотелось бы повторить: делая свой выбор относительно какой-то новой процедуры для волос, не ограничивайтесь только теми сведениями, которые вы найдете в рекламных буклетах или прочитаете в отзывах потребителей на просторах интернета. Не нужно также чрезмерно полагаться на советы подруг и знакомых и на их рассказы о том, что какой-то состав произвел прямо-таки «волшебное» действие с чьими-то волосами. Генетику еще никто не отменял. Есть разные типы волос, бывают разные обстоятельства и разные состояния, в которых эти волосы пребывают. В конце концов, как вы успели узнать из нашего разбора, есть и масса различных составов с самыми разнообразными действиями. Так что, прежде чем делать на своих волосах какую-то новую процедуру, которую вам посоветовали ваши доброжелатели, попробуйте все же разобраться, какой тип волос именно у вас, а, главное, — какой эффект вы хотели бы получить после проведенной процедуры. Отдавайте предпочтение составам, производящим выпрямление волос без формальдегида: они максимально безвредны для здоровья вашего и ваших волос. И, разумеется, заручитесь мнением эксперта: квалифицированные мастера дадут вам грамотную консультацию и помогут подобрать средство, оптимально подходящее для вашего типа волос, их состояния и всецело соответствующее вашим желаниям.

Мы доставим ваш заказ быстро в любой город Украины! Наш интернет-магазин пользуется услугами компании «Новая Почта», поэтому доставка может быть выполнена на ваш адрес (курьером) или в отделение Новой почты. Срок доставки 1-2 дня. По Харькову осуществляется адресная доставка курьером, минимальная сумма заказа для бесплатной доставки от 99 грн.

Всё о нанопластике для волос – nekrasivyihnet.ru

Блестящие, ухоженные волосы, которые не пушатся, а ниспадают шелковистой волной — мечта, воплощение которое занимает много сил и времени. А если вам предложат салонную процедуру, которая сделает ваши прядки именно такими надолго? При этом, вам не нужно будет каждый день выпрямлять причёску утюжками и пользоваться брашингами, различными стайлингами средствами. Заманчиво, не правда ли? Но, как говорится, красота требует жертв, поэтому даже в самом расчудесном салонном предложении есть свои подводные камни, о которых иногда забывают упомянуть мастера. Итак, знакомьтесь, нанопластика волос.

Что такое нанопластика (биопластика) волос?

Эта комплекс мероприятий, цель которого воздействовать на структуру волоса изнутри. После нанопластики прядки приобретают блеск, становятся гладкими, не путаются и не пушатся. При этом, эффект сохраняется надолго (от 1 до 6 месяцев). Но что самое приятное, даже после мытья головы и сушки обычным феном без вытягивания причёска всё равно выглядит, как после салона.

Как заявляют создатели чудо-формулы для этой процедуры в составе средства нет никаких вредных компонентов. Только аминокислоты, гидролизованный кератин, коллаген, лактоза и другие полезные добавки.

Как делают нанопластику волос?

Время проведения: от 2 до 5 часов (в зависимости от длины и густоты волоса)

1. Моют пряди, если на них есть остатки каких-либо стайлинговых продуктов. Подсушивают до почти сухого состояния. Применение шампуня глубокой очистки — необязательно, так как аминокислоты и так проникнут внутрь волосков. Иногда выпрямляющий состав наносят даже на сухие пряди.
2. Наносят на голову специальную эмульсию кисточкой. Корни не затрагивают.
3. Прочёсывают локоны для равномерного распределения выпрямителя.
4. Оставляют примерно на один час (у каждого состава для нанопластики свои рекомендации).
5. Слегка промывают волосы без шампуня.
6. Промокают голову полотенцем и высушивают только феном и руками.
7. Причёску разделяют на мелкие пряди, каждую из которых нужно хорошенько прогреть утюжком (при температуре 200-220 градусов — для жёстких волос, при температуре 180-190 градусов — для окрашенных, повреждённых).
8. Мытьё головы шампунем и бальзамом без сульфатов. Этот этап могут вам доверить сделать дома. Только учтите, что пока вы дойдёте до жилища, не рекомендуется делать никакую причёску: хвостик, пучок и так далее. Даже закладывание прядок за уши может подпортить эффект.

Это стандартная технология биопластики волос. В зависимости от состава средства этапы её проведения могут меняться или дополняться (например, нанесением арганового или любого другого масла).

Минусы нанопластики:

• Потеря определённой доли объёма, что объясняется легко: пропадает пушистость, на смену которой приходит гладкость.
• Голову придётся мыть чаще. Во-первых, из-за масел, которые выступают не последним звеном в процедуре выпрямления. Во-вторых, гладкая причёска становится быстрее «сальной», чем объёмная, — это вам скажет любой обладатель кудряшек.
• Изменение цвета волос из-за взаимодействия прядок с аминокислотами. Натуральные локоны осветляются меньше, крашеные — больше (в среднем на 1-2 тона).

Самые популярные вопросы о нанопластике

• Кому нанопластика волос не подойдёт?

Разработчики новинки в парикмахерском деле утверждают, что биопластику можно делать всем. Единственное противопоказание — это очень тонкие, ломкие, сожжённые перекисью прядки, которые могут не выдержать воздействия высоких температур утюжка, а ведь им нужно прогреть буквально каждый волосок. В этом и состоит главный парадокс напластики: хоть она и направлена на укрепление структуры локонов, но только тех, которые изначально находятся в относительно здоровом состоянии.

• Чем нанопластика отличается от кератинового выпрямления, шайнинга и ламинирования?

Ламинирование — это когда вашим прядкам придают блеск и ухоженный вид благодаря ингредиентам, окутывающим каждый волосок в тонкую защитную плёнку. Шайнинг напитывает локоны в основном эфирными маслами, то есть воздействует на внутреннюю структуру. Обе эти процедуры направлены на оздоровление, а гладкость — приятный бонус.

Кератиновое выпрямление — это уже как раз именно то, что разглаживает, но в составе масок для этого мероприятия часто присутствует формальдегид, который вреден и даже запрещён в ряде европейских стран.

Нанопластика — это модифицированное кератиновое выпрямление с более натуральным составом, «убивающее двух зайцев»: и лечит, и дарит шикарный эстетический вид причёске.

• Почему, если состав выпрямителя безопасен, мастер надевает на руки резиновые перчатки?

Уровень PH большинства выпрямителей не превышает 1,5 (у нашего эпидермиса PH равен 7). Это объясняется тем, что основные ингредиенты эмульсии — аминокислоты. Что, конечно, подпортит кожу рук основательно. А если представить, что мастер контактирует с кислотными веществами каждый день, то перчатки — это суровая необходимость.

• Можно ли делать нанопластику волос беременным и детям?

Отечественные мастера утверждают однозначно, что да. А вот американские не так категоричны. Дело в том, что состав выпрямителя богат на «экзотические» ингредиенты, которые могут вызвать, в первую очередь, аллергию.

• Когда лучше красить волосы до нанопластики или после?

Тонировать локоны целесообразнее спустя неделю после процедуры, так как аминокислоты, входящие в состав для пластики, «съедают» оттенок. Но нужно учесть, что осветление, в свою очередь, влияет на долговременность результата по выпрямлению.

3% осветлитель — можно применять без ущерба для нанопластики, 6% — смывает состав на 25-30%, а вот 9% удалит почти половину выпрямляющего вещества.

• Можно ли делать биопластику на волосах, окрашенных хной?

Считается, что хна и нанопластика совместимы, однако специалисты рекомендуют всё же подождать хотя бы 10-15 дней после тонирования.

• Какой шампунь и бальзам нужно использовать, чтобы поддерживать результат?

Мастера парикмахерского искусства советуют полностью перейти на безсульфатные средства для ухода. Благо, их сейчас существует множество от элитных брендов до вполне бюджетных марок. Сульфаты имеют свойства вымывать все полезности, которые напитал волос во время пластики. Конечно, если помыть голову обычным шампунем один-два раза — ничего страшного не случиться. Но если вы хотите сохранить эффект надолго, то имеет смысл приобрести новый «помывочный арсенал».

• Почему у некоторых женщин эффект от биопластики недолговечен?

Это происходит потому, что слишком много факторов влияет на итоговый результат. В первую очередь, имеет значение, каким именно составом делают выпрямление. Кроме того, нужно обязательно выполнять все этапы технологии, разработанной специалистами. Важно даже то, какой утюжок мастер использует для нанопластики (керамические пластинки не достаточно прогревают пряди, поэтому только титан, желательно зеркальный). И, конечно, многое зависит и от ухода в период после процедуры. Маски, безсульфатные шампуни и бальзамы — маст-хэв для женщин, решивших сделать биопластику на волосах.

Нанопластики следует понимать лучше

Пластиковые наночастицы вызывают озабоченность из-за их потенциального воздействия на окружающую среду. Однако необходимо ответить на многие вопросы, чтобы установить, насколько они опасны.

Пластик везде. Нам нужно только осмотреть свои дома, чтобы хоть немного понять, как они стали, казалось бы, неотъемлемой частью нашей жизни.Это помогает нам сохранять пищу, согреваться, общаться с миром и многое другое. К сожалению, этот замечательный материал стал причиной одной из самых серьезных экологических катастроф нашего времени, созданных человеком. Как и все товары, пластик используется чрезмерно, и в нем ежегодно образуются миллионы тонн отходов.

Предоставлено: Daisy Corlett / Alamy Stock Фото

Пластиковое загрязнение может иметь сильное влияние на коллективное воображаемое, потому что оно имеет визуальную составляющую. Трудно остаться равнодушным к изображениям морских берегов или свалок, покрытых полиэтиленовыми пакетами или бутылками.Однако реальная потенциальная опасность пластика для окружающей среды исходит от мельчайших фрагментов, на которые распадаются большие образцы. Частицы размером менее нескольких миллиметров обычно называют микропластиками. Было обнаружено, что они широко распространены в окружающей среде, особенно в океане, где они могут попадать в организм мелких животных и рыб и застревать у них в кишечнике.

Официально нижнего предела размера микропластика не существует. Однако в последние несколько лет ученые начали использовать термин «нанопластик» для обозначения частиц размером менее нескольких микрометров.Это больше, чем просто формальность, дифференциация полезна, потому что такие маленькие частицы очень трудно изолировать от окружающей их среды простыми методами, такими как фильтрация, которые можно использовать для микропластика. Более того, при таком маленьком размере существует потенциальный риск того, что вместо того, чтобы просто застрять в кишечнике живых организмов, нанопластик может проникать в ткани гораздо легче, чем более крупные образцы.

Действительно ли это происходит, мы пока не знаем. На самом деле проблема с нанопластиком в том, что мы так мало о нем знаем по многим направлениям.В своем комментарии Стефан Вагнер исследует открытые вопросы, на которые необходимо ответить, чтобы правильно оценить экологические риски нанопластика. Во-первых, мы просто не знаем, сколько нанопластика содержится в окружающей среде. Существуют аналитические методы исследования нанопластов в лаборатории, но они не обязательно подходят для оценки проб окружающей среды, и на этом этапе у нас остаются предположения, основанные на том, что мы знаем о фрагментации микропластика. Как уже упоминалось, мы можем представить, что большинство нанопластов возникает в результате разрушения более крупных образцов, но информация о том, как это происходит, является неполной.Другой вопрос — экологическая судьба. Частицы нанопластов бывают разной формы и состава, и трудно предсказать, агрегируются они или осаждаются, и как они переносятся в окружающей среде. Наконец, возникает вопрос о реальном воздействии. Мы можем представить, что из-за своего небольшого размера частицы нанопласта могут проникать в ткани и органы животных, но у нас пока недостаточно информации.

Когда дело доходит до мониторинга судьбы нанопластов, потенциально мощный метод представлен в исследовательской статье Дениз Митрано и ее соавторов.Они синтезировали пластиковые наночастицы с металлическим ядром, которые можно проследить с помощью аналитических методов, обычно доступных для металлов. Результаты не решают проблему мониторинга наночастиц, встречающихся в окружающей среде, но легированные металлом наночастицы можно рассматривать как прокси для лабораторных исследований, как подчеркивает Альберт Келманс в его News and Views.

В четвертой статье этого выпуска Майкл Сандер и соавторы предлагают использовать ¹³ C-меченых полимеров для мониторинга того, сохраняется ли нанопластик в окружающей среде или трансформируется в свои природные компоненты, то есть микробную массу и углекислый газ.Интересным аспектом этого метода может быть его способность оценивать полимерные материалы, помеченные как биоразлагаемые, и устанавливать, просто ли они фрагментируются на мелкие частицы, не обнаруживаемые с помощью обычных методов, или действительно разлагаются на молекулярные компоненты.

С точки зрения нанотехнологий, остается неясным интересный момент, который заключается в том, насколько, помимо своего небольшого размера, нанопластические частицы действительно являются наноматериалами. Как элегантно объяснил Жюльен Жиго и соавторы ( Environ.Загрязнение . 235 , 1030–1034; 2018), в то время как инженерные наноматериалы синтезируются с желаемым размером, составом и формой, чтобы использовать свойства, возникающие в наномасштабе, нанопластик в первую очередь является нежелательным продуктом деградации более крупных образцов. Так, например, повлияет ли высокое отношение поверхности к объему на то, как они могут поглощать другие типы загрязняющих веществ? И повлияют ли различные формы или шероховатость поверхности на то, как нанопластик взаимодействует с биологической тканью?

Чтобы быть ясным, Nature Nanotechnology обязуется поддерживать все исследования, направленные на установление рисков, связанных с наноразмерными материалами.Однако мы также считаем, что микроскопические исследования взаимодействия пластиковых наночастиц и биологических тканей дадут важную информацию об их потенциальной токсичности, а также интересную научную информацию.

История изменений

• 08 января 2020 г.

  В первоначально опубликованной версии этой редакционной статьи слово «Комментарий» в «В своем комментарии, которое исследует Стефан Вагнер» связано с несвязанной статьей; он должен был быть связан с S.Wagner & T. Reemtsma Nat. Нанотехнологии. 14. С. 300–301 (2019). Сейчас это исправлено в онлайн-версиях редакции.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Нанопластик должен быть лучше понят.
Nat. Nanotechnol. 14, 299 (2019). https://doi.org/10.1038/s41565-019-0437-7

Скачать цитату

Дополнительная литература

• Обзор возникновения, характеристик, токсикологии и обращения с нанопластическими отходами в окружающей среде

  • Бхавья Шри Субраманиам Рамасами
  • и Шанмугам Паланисами

  Науки об окружающей среде и исследованиях загрязнения
  (2021 год)

Нанопластики — недооцененная проблема? — ScienceDaily

Куда бы ученые ни посмотрели, они могут их обнаружить: будь то в отдаленных горных озерах, во льдах арктических морей, на дне океана или в пробах воздуха, даже в съедобной рыбе — тысячи и тысячи микроскопических пластиковых частиц в от микро до миллиметрового диапазона.Этот микропластик теперь даже считается одной из определяющих черт антропоцена, возраста Земли, сформированного современными людьми.

Микропластики образуются в результате процессов выветривания и физико-химического или биологического разложения из макроскопических пластиковых продуктов, таких как тонны пластиковых отходов в океанах. Маловероятно, что эти процессы разложения остановятся на микрометровом масштабе. И поэтому растет беспокойство по поводу потенциально вредного воздействия нанопластика на различные экосистемы.«Многочисленные сообщения в средствах массовой информации позволяют предположить, что благодаря их иногда очень эмоциональному освещению мы сталкиваемся с огромной проблемой», — говорит исследователь Empa Бернд Новак, который давно изучал материальные потоки синтетических микро- и наночастиц, например, из текстиля или истирания шин. , в окружающую среду. Но Новак говорит, что в настоящее время это утверждение вряд ли может быть подтверждено научными открытиями: «Мы даже не знаем, сколько нанопластиков содержится в различных экосистемах».

Огромные пробелы в знаниях…

Это в первую очередь потому, что с точки зрения технологии измерений чрезвычайно сложно идентифицировать искусственные наночастицы из пластика в образцах окружающей среды с тысячами и тысячами (естественных) частиц аналогичного размера. «Сначала необходимо разработать соответствующие аналитические методы», — говорит Дениз Митрано из ETH Zurich. И тогда это будет вопрос понимания того, какой именно риск представляют крошечные пластиковые частицы — некоторые из которых значительно различаются по своему химическому составу — для человека и окружающей среды, другими словами: насколько они опасны в конечном итоге.Новак добавляет: «Таким образом, мы не можем с полным основанием сказать, что у нас здесь серьезная проблема, но мы также не можем сказать, что у нас нет».

Это потому, что чем меньше становятся частицы, тем больше вероятность, что они достигнут органов и тканей, недоступных для более крупных частиц. Гематоэнцефалический барьер или плацента, например, предотвращает прохождение частиц и макромолекул до тех пор, пока они не достигнут определенного размера — или, скорее, малости — тем самым защищая ткани и органы «позади», то есть мозг и плод, соответственно. , от потенциально опасных веществ, таких как вирусы и бактерии.«Даже если мы проглатываем микропластик, например, с пищей, он, вероятно, не попадает в наш кровоток или в наш мозг, а просто снова выводится из организма», — говорит Питер Вик, руководитель лаборатории взаимодействия частиц и биологии Empa, изучающий взаимодействие наночастиц. с биологическими системами. «С нанопластиками мы не можем быть уверены».

… и большая потребность в исследованиях

Из-за огромного пробела в современных знаниях, исследования в области нанопластов должны быть усилены, заключают Митрано, Вик и Новак.Однако делать это нужно как можно систематически и широко — и с хладнокровием. В конце концов, возникающие загрязнители не всегда оказываются столь опасными, как предполагалось изначально. «Наше общество изначально придерживается нулевого риска в отношении многих новых и неизвестных вещей», — говорит Вик. И это понятно, добавляет он, особенно в случае нанопластиков, потому что, в конце концов, «кому нужен пластик в своей еде?»

Решение проблемы, однако, настолько же просто (по крайней мере, в теории), насколько и сложно.С одной стороны, большая часть нанопластических частиц образуется в результате деградации макро- и микропластиков. Таким образом, меньше пластика в окружающей среде снижает количество нанопластов, и каждый из нас может помочь остановить загрязнение окружающей среды пластиковыми отходами. С другой стороны, нанопластики также могут быть созданы во время использования пластмассовых изделий — например, посредством истирания — без возможности для пользователя что-либо с этим поделать. Ведь без пластика наше общество вряд ли возможно.«У различных полимеров просто слишком много положительных свойств для этого», — говорит Бернд Новак.

Нанопластики | Ассоциация нанотехнологий

NIA и его члены призывают с осторожностью и ясностью относиться к пластмассам как к мелким частицам или фрагментам.

«Нанопластики» — это неспецифический и неоднозначный термин, и для его точного представления всем аудиториям необходимо учитывать его квалификаторы.

Случайные «нанопластики», или, более конкретно, случайные пластиковые наноразмерные материалы, могут быть образованы в результате разрушения пластмассы или износа.

Промышленные «нанопласты» (т.е. пластиковые наноматериалы) намеренно производятся в наномасштабе, чтобы обеспечить конкретные характеристики продукта.

Ожидается, что присутствие произведенных «нанопластов» в окружающей среде будет очень низким, поскольку они включены в продукты (т.е. связаны в матрице).

СКАЧАТЬ БУМАГУ ПОЛНОГО ПОЛОЖЕНИЯ

Пластиковые отходы и их влияние на окружающую среду вызывают растущую общественную озабоченность.Использование и ненадлежащая утилизация пластмасс оказывает влияние на окружающую среду, поскольку после попадания в окружающую среду и воздействия таких факторов, как ультрафиолетовое излучение и механические силы, пластик распадается на более мелкие частицы, которые могут широко распространяться как на суше, так и в воде. Все чаще демонстрируется накопление пластиковых частиц в экосистемах.

Пластиковые фрагменты размером менее 5 мм теперь обычно определяют как микропластик [i], таким образом, включая частицы в наномасштабе. Чтобы различать частицы пластика меньшего размера, термин «нанопластик» часто используется для описания размера, равного или меньшего 100 нм (ссылки [ii] ^{, 3} ).Термин «нанопласты» все чаще используется в научных публикациях [iii], а также используется Европейской комиссией при запросах на финансирование [iv] и такими агентствами, как EFSA [v].

Хотя термин «нанопласты» грамматически верен для описания пластиков с наноразмерной длиной (равной или меньше 100 нм, в соответствии с рекомендацией Европейской комиссии по термину наноматериал, где размер является единственным решающим фактором [vi]), «нанопластики» не являются полезный или репрезентативный термин для производителей наноматериалов.«Нанопластики», наблюдаемые (или предсказываемые на основе идентификации микропластиков) в окружающей среде, не производятся намеренно в наномасштабе. Вместо этого они являются случайными или называемыми вторичными частицами пластика, образованными в результате износа или разрушения более крупных форм пластмасс, присутствующих в окружающей среде. Современная научная практика еще не может определить, была ли нанопластическая частица, обнаруженная в окружающей среде, преднамеренно изготовлена ​​или возникла в результате фрагментации более крупной структуры.

NIA и его члены подчеркивают, что термин «нанопласты» является общим термином, и поэтому его использование должно быть квалифицировано, чтобы обеспечить ясность и точность. Термин «нанопластик» должен быть уточнен путем добавления квалификатора, такого как «случайный» или «произведенный / предназначенный / спроектированный» в зависимости от контекста. Это позволит отличить намеренно изготовленные «нанопластические» частицы от случайных «нанопластических» частиц, возникающих в результате разрушения или износа более крупных пластмасс. NIA и ее члены считают, что термин «нанопласты» может сбивать с толку неспециалистов, особенно потребителей, и это различие важно для обеспечения понимания и коммуникации из средств массовой информации и других источников общественной информации, таких как Европейская комиссия, Европейская обсерватория. для наноматериалов (EUON) и государственных учреждений.

Использование термина «нанопластик» в отдельности может привести к объединению производимых наноматериалов со всеми наноразмерными частицами пластика, встречающимися в окружающей среде, и привести к тому, что все материалы будут рассматриваться в негативном свете. Неоднозначное и неясное использование термина «нанопластик», вероятно, окажет пагубное влияние на глобальный сектор наноматериалов и уменьшит потенциальные выгоды от использования наноматериалов в продуктах и ​​процессах. Насколько известно NIA, существует очень мало специально производимых нанопластиков, которые в основном используются для научных исследований в лабораториях.

Хотя случайное присутствие наноразмерных пластиков в окружающей среде не вызвано выбросом специально изготовленных наноматериалов, сектор нанотехнологий может внести свой вклад в решение проблемы наноразмерных пластиковых частиц, встречающихся в окружающей среде. Успехи в описании и понимании биологических взаимодействий специально изготовленных наноматериалов могут предоставить модели, аналитические инструменты и методы, которые помогут решить проблему случайного наноразмерного пластика, обнаруженного в окружающей среде.

Каталожные номера

[i] Отчет об ограничениях, приложенных к Приложению XV EHCA — Предложение по ограничению: преднамеренно добавленные микропластики

https://echa.europa.eu/documents/10162/05bd96e3-b969-0a7c-c6d0-441182893720.
«микропластик» означает материал, состоящий из твердых полимерсодержащих частиц, к которым могут быть добавлены добавки или другие вещества, и где ≥ 1% мас. / Мас. Частиц имеют (i) все размеры 1 нм ≤ x ≤ 5 мм, или (ii) для волокон длина 3 нм ≤ x ≤ 15 мм и отношение длины к диаметру> 3

[iv] См., Например, призывы к финансированию по темам SC1-BHC-36-2020 Микро- и нанопластики в нашей окружающей среде: понимание воздействия и воздействия на здоровье человека и CE-SC5-29-2020 Общие европейские рамки для гармонизации процедуры мониторинга и оценки загрязнения пластмассами, в которых упоминаются нанопластики.

Микро- и нанопластики — текущее состояние знаний с акцентом на пероральное проникновение и токсичность

Производство и использование пластмасс постоянно увеличивалось за последние 30 лет. Более одной трети пластика используется в одноразовых изделиях, которые выбрасываются в течение трех лет после их производства. Несмотря на усилия по переработке, в окружающей среде накопился значительный объем мусора, который медленно разлагается до микро- и нанопластиков в результате выветривания и старения.Недавно было обнаружено, что эти мелкие частицы могут попадать в пищевую цепочку, как, например, продемонстрировано обнаружением микропластических частиц в меде, пиве, соли, морепродуктах и ​​недавно в минеральной воде. Воздействие на человека было дополнительно подтверждено обнаружением пластиковых микрочастиц в человеческих фекалиях. Обсуждаются потенциальные токсические последствия орального воздействия мелких пластиковых частиц. Из-за отсутствия данных, касающихся воздействия, биораспределения и связанных эффектов, оценка риска микро- и нанопластиков все еще невозможна.Этот обзор посвящен пероральному поглощению пластиковых и полимерных микро- и наночастиц. Подробно рассмотрены пероральное воздействие, судьба частиц, изменения свойств частиц во время проглатывания и пищеварения в желудочно-кишечном тракте, а также захват и транспорт в кишечном эпителии. Кроме того, подчеркивается взаимодействие с клетками кишечника и печени и, возможно, возникающая токсичность.

Эта статья в открытом доступе

Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

новых исследований возможного воздействия микро- и нанопластиков на морских животных

Согласно Программе ООН по окружающей среде, ежегодно в Мировой океан попадает 8 миллионов тонн пластика, часто переносимого туда реками.Если эта тенденция сохранится, к 2050 году наши океаны могут содержать больше пластика, чем рыбы.

Загрязнение окружающей среды пластиком стало серьезной экологической и социальной проблемой. Пластиковые загрязнители сильно различаются по размеру: от крупного мусора, такого как рыболовные сети и одноразовые пластиковые пакеты, до невидимых наноразмерных пластиковых частиц. Хотя видимое воздействие крупных пластиковых обломков, так называемых макропластиков, на морскую среду хорошо задокументировано, потенциальный вред, наносимый микропластиками и даже нанопластиками, гораздо менее очевиден.

Частицы пластика длиной менее 5 мм называются микропластиками. Более мелкие, размером не более 100 нм (1/10 000 мм), называются нанопластиками. Они настолько крошечные, что их невозможно увидеть невооруженным глазом или даже в обычный оптический микроскоп.

Частицы микропластика случайно поедаются морскими организмами, а затем их поедают хищные рыбы. Частицы нанопластов еще более токсичны для живых организмов, поскольку они с большей вероятностью будут абсорбироваться через стенки пищеварительного тракта и, таким образом, транспортироваться в ткани и органы.Следовательно, такие пластиковые частицы могут мешать различным физиологическим процессам, от нейротрансмиссии до окислительного стресса и уровней иммунитета пресноводных и морских организмов.

За последнее десятилетие мировое научное сообщество вложило значительные средства в углубление знаний о воздействии пластикового мусора на различные водные организмы. Однако методы мониторинга мелких микропластиков и нанопластиков все еще находятся в стадии разработки, а это означает, что их точная концентрация в океанах остается неизвестной.

«Вот где ядерные технологии могут сыграть важную роль», — добавил Метиан. «Ядерные и изотопные методы уже успешно используются для изучения процессов загрязнения. Их преимущество в том, что они очень чувствительны и точны и могут использоваться аналогичным образом для изучения движения и удара небольших микропластиков и нанопластов ».

В то же время, с точки зрения токсикологии, важно отличать токсичность пластиковых частиц как таковых от токсичности, связанной с загрязняющими веществами, которые могут присоединяться к ним.На сегодняшний день исследования воздействия чистых пластиковых частиц микро- и наноразмеров на пресноводную и морскую рыбу все еще ограничены, поэтому МАГАТЭ уделяет повышенное внимание исследованию токсичности первичных пластмасс.

границ | Подход к отбору проб и обогащению нанопластов с помощью центрифугирования в непрерывном потоке

Введение

Пластик в виде твердых частиц приобрел большое значение как новый загрязнитель окружающей среды для исследователей, властей и общества в целом (Stöven et al., 2015; Гаго и др., 2016; Рохман и др., 2016; Peng et al., 2017; Бернс и Боксолл, 2018; Научные советы по политике европейских академий, 2019 г.). Несмотря на исследования других созданных наночастиц (например, неорганических наночастиц) (Hüffer et al., 2017), доказательства о нанопластических частицах [NPP, размер которых определяется в этой статье как размер от 1 нм до 1000 нм (Gigault et al., 2018)] и даже на частицах размером менее 10 мкм в природных системах очень мало (Ter Halle et al., 2017; Meyns et al., 2019). ЯЭУ содержатся во многих потребительских товарах и могут дополнительно выпускаться как вторичные АЭС из макро- и микропластика (MP, 1 мкм — 5 мм) из-за процессов УФ-индуцированной и механической деградации (Lambert and Wagner, 2016; Lehner et al., 2019; Mitrano et al., 2019). Кроме того, ожидается, что NPP будут проявлять свойства, отличные от свойств частиц> 1 мкм (Mattsson et al., 2015), поскольку также возможны более легкая транслокация и проникновение в клетки. Было показано, что гранулы из нанопласта усиливают токсичность стойких органических загрязнителей по отношению к коловраткам (Jeong et al., 2018), препятствуют фотосинтезу водорослей (Bhattacharya et al., 2010) и проявляют различные неблагоприятные эффекты на эпителиальные клетки легких человека (Xu et al., 2019 ).

Из-за аналитических проблем, связанных с отбором проб и анализом, до сих пор нет определенных доказательств присутствия АЭС в окружающей среде.В настоящее время также не существует утвержденных стандартных операционных процедур для анализа твердых частиц пластика (Löder and Gerdts, 2015; Besley, 2017), несмотря на некоторые мероприятия, направленные на методологическую стандартизацию со стороны таких организаций, как Международная организация по стандартизации (ISO / TC 61 / SC 14 ) и JPI Oceans. Кроме того, не существует сертифицированных эталонных материалов, которые могли бы позволить достоверное сравнение эффективности различных подходов к отбору проб, обработке проб и их характеристике (Frias et al., 2019).

Количественная оценка АЭС очень сложна. Хорошо зарекомендовавшие себя методы анализа частиц МП, такие как FTIR и рамановская микроскопия, имеют пределы обнаружения по размеру примерно 10 мкм и 1 мкм соответственно (Käppler et al., 2016; Ivleva et al., 2017; Primpke et al., 2017 ). Оптимизация метода может немного уменьшить эти пределы (до нескольких микрометров для FTIR и нескольких сотен нанометров для рамановской микроскопии), но анализ субмикронных пластиковых частиц по-прежнему требует комбинации FTIR-спектроскопии с атомно-силовой микроскопией (AFM) или SEM-EDX для достижения необходимое разрешение по горизонтали и химическая информация (Shim et al., 2017; Meyns et al., 2019). Однако такие виды анализа требуют очень много времени и неэффективны с точки зрения пространственного охвата (Koelmans, 2019). Методы, которые определяют массовые концентрации твердых частиц пластика на основе разделения характерных продуктов сгорания с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии, требуют обширной очистки образца и высокой концентрации коллоидного пластика, чтобы соответствовать текущим пределам количественного определения (Dümichen et al., 2017; Fischer and Scholz- Бёттхер, 2017).

Некоторые методы, которые технически позволяют измерять частицы в нанометровом диапазоне, не подходят для оценки концентрации или размеров АЭС в сложных матрицах. Например, динамическое рассеяние света (DLS) и фракционирование асимметричного потока поля-потока (AF4) в сочетании с многоугловым рассеянием света (MALS) предоставляют информацию, связанную с размером, но не дают информации о типе полимера и потенциальной агрегации. Требуется количественная изоляция пластика от матрицы и, кроме того, a priori , знание показателя преломления (Correia and Loeschner, 2018; Ekvall et al., 2019).

Химически меченые частицы ранее использовались для обхода этих аналитических ограничений для механического понимания судьбы, транспорта и биологических взаимодействий NPP (Cole et al., 2013; Lusher et al., 2017). Например, флуоресцентные частицы можно легко идентифицировать в тканях и сложных структурах с помощью флуоресцентных микроскопов. Однако в экспериментах по биологическому воздействию сообщалось, что эти красители могут вымываться и вызывать флуоресценцию в исследуемых организмах без поглощения частиц (Schür et al., 2019). Вторая проблема, связанная с частицами, меченными флуоресценцией, — это фотообесцвечивание (Sullivan and Gugliada, 2018).

Использование легированных металлов частиц — новый многообещающий подход. Даже при содержании микропримесей металла в полимере <0,5% w / w чувствительность ICP-MS позволяет обнаруживать частицы при более низких концентрациях в различных сложных матрицах (Keller et al., 2019; Mitrano et al. al., 2019; Schmiedgruber et al., 2019) после полного кислотного разложения с помощью микроволн (MWAD) основной пробы.Будучи всего лишь моделью, легированные металлом частицы также могут быть ценным инструментом, когда дело доходит до исследования потенциальных методов извлечения и обогащения АЭС в окружающей среде.

Хотя высокий процент АЭС встречается в виде гетероагрегатов в окружающей среде с природными органическими или неорганическими материалами (Hüffer et al., 2017; Ориехова и Штолл, 2018), методы отбора проб коллоидной фракции все еще необходимо разрабатывать с учетом АЭС. . Подходящие методы отбора проб и концентрирования недостаточно изучены, но являются ключевыми аспектами рабочего процесса разработки аналитических методов (Koelmans et al., 2015; Schwaferts et al., 2019; Чжоу и др., 2019). Schwaferts et al. (2019) предполагают, что масса АЭС в водной среде, вероятно, очень мала (Schwaferts et al., 2019). Таким образом, для анализа АЭС может потребоваться значительное предварительное концентрирование, чтобы иметь достаточно материала для анализа и определения характеристик, а также для соответствия LOD s / LOQ s используемых в настоящее время аналитических методов. Использование обычной нанофильтрации технически невозможно из-за малых объемных потоков (Hernandez et al., 2017; Mintenig et al., 2018) (т.е. малые размеры выборки вряд ли охватят АЭС). Даже в диапазоне 10–20 мкм фильтрация является довольно проблематичной, когда присутствует высокое содержание взвешенных твердых частиц (SPM) и большие объемы необходимо обрабатывать для получения репрезентативных образцов (Enders et al., 2015; Lenz and Labrenz, 2018; Bannick et al., 2019).

Необходимы альтернативы подходам, основанным на фильтрации, которые позволяют осуществлять отбор проб с точностью до нанометра и с минимальными затратами времени.Применение центрифугирования в непрерывном потоке (CFC) для эффективного отбора проб мелкодисперсной фракции (1–25 мкм) в природной воде при высоких скоростях потока, составляющих несколько сотен литров в час, уже было показано (Douglas et al., 1993; Ran et al., 2000; Conn et al., 2016). Недавно было доказано, что CFC является подходящим методом для количественного обогащения малых MP (модельная MP варьировалась от 1 мкм до 1 мм) различных типов полимеров с плотностями в диапазоне от 0,94 г / мл ^-1 до 1,63 г / мл ^-1 (Хильдебрандт и др., 2019). На втором этапе он был применен для отбора проб мелких частиц МП из немецкого устья Эльбы. После отбора проб содержимое центрифуги должно было быть подвергнуто протоколу очистки, включая окислительно-химическую обработку и разделение плотности для восстановления матрицы перед окончательным спектроскопическим анализом.

С физической точки зрения CFC также способен удерживать частицы в субмикронном диапазоне при дальнейшем уменьшении скорости потока (см. Раздел «Обработка данных и расчеты»).Он представляет собой многообещающий вариант, когда частицы с коэффициентом седиментации> 50 Сведберга должны быть отделены от объемов> 2 л (Dorin and Cummings, 2015). Если плотность частиц, вязкость и плотность среды, а также геометрия ротора CFC известны, можно оценить оптимальную скорость потока для максимального удаления частиц (см. Раздел «Обработка данных и расчеты»).

Хорошие характеристики CFC для отбора проб МП (Hildebrandt et al., 2019) и его широкое применение в биомедицинском секторе для гранулирования субклеточных компонентов (G динаф, 1974; Kahane et al., 1976; Cacace et al., 1977; Turk et al., 1988) и вирусы (Shibley et al., 1980; Wheeler et al., 1986; Anderson et al., 1991) также были мотивацией для тестирования обогащения НПП ХФУ. В этом исследовании АЭС, легированные палладием, были добавлены в сверхчистую воду для оценки эффективности ХФУ в удержании АЭС и оценки влияния различных скоростей откачки (1) и рециркуляции (2) в природную воду для проверки удержания АЭС в реальных условиях окружающей среды. (3) и в суспензию модельной матрицы с высокой концентрацией взвеси микрометрового размера для оценки потенциала последовательного подхода с использованием ХФУ для селективного отбора проб (разделения) нанометрового размера (4).С помощью этой процедуры мы могли оценить, какие условия наиболее подходят для концентрирования АЭС в лабораторных условиях, и предложить рабочий процесс для обогащения АЭС по пробам воды из окружающей среды.

Материалы и методы

Нанопластические частицы

Нанопластические частицы с примесью палладия

были ранее разработаны и охарактеризованы, как описано Mitrano et al. (2019), с дополнительной характеристикой частиц, использованных в этом исследовании, как подробно описано ниже. Вкратце, частицы имели структуру ядро ​​/ оболочка с ядром из полиакрилонитрила, легированного Pd, и оболочкой из полистирола.Гидродинамический диаметр частиц составлял 175 нм ± 1,3 нм с низкой полидисперсностью (PDI: 0,02), как измерено динамическим светорассеянием. Немного меньший диаметр (примерно 160 нм) был измерен с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Разбавление исходной исходной суспензии 1:10 было выполнено до конечного объема 50 мл, к которому были добавлены 2 капли Triton X-100 (VWR Life Science, Дармштадт, Германия) для обеспечения стабильности частиц при хранении. Это разведение служило суспензией рабочего раствора для всех экспериментов.Чтобы подтвердить, что Pd был полностью включен в полимерную матрицу и не осталось свободного Pd от синтеза частиц, 100 мкл суспензии заполняли водой Milli-Q (MQW) до 10 мл и центрифугировали при 10000 об / мин в течение 7 часов. (Центрифуга 5804 R, Eppendorf AG, Гамбург, Германия). Измерение супернатанта показало, что максимум 0,767 ± 0,017% [1 SD ( n = 3)] Pd не был связан с частицами. Содержание твердого вещества в суспензии NPP определяли гравиметрически после лиофилизации (Gamma 1–16 LSC plus Christ, Osterode, Германия).Исходная суспензия, использованная для всех экспериментов с добавками, содержала 0,848% ± 0,021% ( w / w ) [1 SD ( n = 3)] NPP. Содержание Pd в суспензии рабочей массы составляло 22,8 мг л ^-1 ± 1,3 мг л ^-1 [ u _c ( n = 12)]. Следовательно, массовая доля Pd в АЭС составила примерно 0,27% ( w / w ).

Реактивы и стандарты

Подготовительные лабораторные работы были выполнены в чистом помещении класса 10 000 на стенде для чистых помещений класса 100.Воду для реагентов типа I (18,2 МОм см) получали из системы очистки воды Milli-Q Integral (Merck-Millipore, Дармштадт, Германия), оснащенной элементом Q-Pod. Азотная кислота Suprapur ^® [65% ( w / w ), Merck-Millipore] и соляная кислота suprapur ^® [30% ( w / w ), Merck-Millipore] были дополнительно очищены. путем двойного кипячения в перегонных кубах из PFA (Savillex, Eden Prairie, США), работающих в условиях чистой комнаты.Полиэтиленовые и полипропиленовые колбы, пробирки и наконечники для пипеток (VWR International, Radnor, США), а также флаконы с завинчивающейся крышкой из перфторалкокси (PFA) (Savillex, Eden Prairie, США) были предварительно очищены в двухступенчатой ​​процедуре промывки с использованием азотная кислота [10% ( w / w ) и 1% ( w / w ) соответственно]. Для внешней калибровки использовали одноэлементный стандарт Pd ( C = 1 г л ^-1 ), полученный от Agilent Technologies (Санта-Клара, Калифорния, США).

Отбор проб речной воды и добавление нанопластов

Пробы воды реки Эльбы были взяты из дока на реке Эльба, расположенного в Гестахте, Германия (53 ° 24,6 ′ с.ш., 10 ° 25,6 ′ в.д., 17.12.2019) с помощью очищенной бутылки из полиэтилена высокой плотности объемом 25 л (Kautex Textron, Бонн, Германия). Поскольку мы стремились конкретно количественно оценить нанопластики с добавлением Pd, любое возможное загрязнение пластика во время процедуры отбора проб не имело никакого значения. Аликвоту воды непосредственно заливали в стеклянные бутыли объемом 5 л с завинчивающимися крышками из PFA (Schott AG, Майнц, Германия).Вторую аликвоту фильтровали через SCFA-фильтры (0,2 мкм; Nalgene, Рочестер, Нью-Йорк, США) непосредственно в стеклянные бутыли объемом 5 л. Концентрация SPM была определена гравиметрически до (2,60 мг / л ^-1 ± 0,23 мг / л ^-1 ) и после [6,5 мг / л ^-1 ± 0,7 мг / л ^-1 (1 SD; n = 3)] инкубации путем фильтрации 1 л через фильтры со стекловолоконной мембраной (0,7 мкм, Merck, Дармштадт, Германия). Сенсорная система Multi 3430 ^© (WTW GmbH, Вайльхайм, Германия) использовалась для определения физических параметров воды, таких как температура, проводимость, содержание кислорода и p H ( T = 4.3 ° C, EC = 1084 мСм см ^-1 , C _{O 2} = 12,33 мг л ^-1 , p H = 8,165). 1 мл рабочей массы суспензии NPP, легированной палладием, добавляли в дубликаты по 5 л фильтрованной и нефильтрованной речной воды и перемешивали в течение 31 дня (магнитная мешалка при 500 об / мин, T _{, среднее значение} = 20 ° C) до прокачивается через систему CFC. Количество добавляемых АЭС было выбрано исходя из достижения достаточной массы Pd для прямого отслеживания в различных сценариях.

Кислотное разложение нанопластов и взвешенных твердых частиц с помощью микроволн

MWAD был использован для определения концентрации сертифицированных элементов в BCR-414 (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, V и Zn) и ERM ^® -EC680m (As, Cd, Cr, Hg, Pb, Sb, Sn и Zn) (как Объединенный исследовательский центр (JRC), Европейская комиссия), так и концентрация Pd для всех фракций, которые нельзя было ввести непосредственно в ИСП-МС / МС из-за наличие СЗМ в диапазоне размеров микрометра.После сублимационной сушки (гамма 1–16 LSC плюс Christ) остатки гидролизовали 4 мл HNO ₃ и 1 мл HCl в предварительно очищенных кварцевых флаконах на 35 мл (Discover-SP-D 35; CEM Corp., Kamp Lintfort , Германия) при 230 ° C (20 мин нарастания и 5 мин выдержки). После переваривания прозрачные растворы количественно переносили в предварительно очищенные пробирки DigiTubes ^® объемом 50 мл (SCP Science) и разбавляли до 50 мл MQW. Пластиковый сертифицированный эталонный материал (CRM) ERM ^® -EC680m (JRC, Geel, Бельгия) был использован для проверки протокола MWAD с точки зрения полного растворения полимерной матрицы и количественного извлечения элементов.BCR-414 использовался в качестве модели для мешающих частиц матрицы и отслеживался по содержанию никеля с использованием ICP-MS / MS (см. Раздел «Зависимость эффективности удерживания в MQW от количества циклов»).

Анализ металлов в нанопластиках и CRM

Определение содержания металлов во всех образцах выполняли с использованием прибора для тандемной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS / MS) (Agilent 8800, Agilent Technologies, Токио, Япония), соединенного с автосэмплером ESI SC-4 DX FAST (Elemental Scientific, Япония). Омаха, США).Прибор настраивали на повседневную жизнь с помощью настроечного раствора, содержащего Li, Co, Y, Ce и Tl. Количественный анализ проводился с помощью внешней калибровки, охватывающей диапазон концентраций от 0,1 мкг л ^-1 до 100 мкг л ^-1 для всех аналитов. Растворы готовили ежедневно объемным методом на основе комбинации многоэлементных стандартов (Inorganic Ventures, Кристиансбург, США), изготовленных собственными силами. Заготовки для промывки измеряли после трех повторений каждого образца, чтобы минимизировать эффекты переноса.Рабочие параметры ИСП-МС / МС, используемые режимы газа в ячейке и список измеренных изотопов и их режимы обнаружения для всех аналитов можно найти в дополнительных таблицах S2, S3. Выбор оптимального изотопа и режима измерения для количественного определения Pd был основан на анализе всех шести стабильных изотопов во всех газовых режимах (включая сдвиг массы) в многоэлементном растворе ( C _{P d} = 500 мкг L ^{— 1} ), содержащий 51 другой металл ( C = 25–250 мкг л ^-1 ) (дополнительная таблица S1).Многоэлементные данные обрабатывались с использованием Mass Hunter версии 4.2 (Agilent Technologies) и специально написанной электронной таблицы Excel ^© .

Центрифугирование в непрерывном потоке

Две центрифуги с непрерывным потоком (Contifuge Stratos, Thermo Scientific, Waltham, США) в сочетании с двумя титановыми роторами с седиментационной емкостью 300 мл (Continuous Flow Rotor 3049, Thermo Scientific) были доступны для всех экспериментов.

В первых трех вариантах эксперимента (см. Раздел «Экспериментальные установки с использованием одной центрифуги») установка состояла только из одной центрифуги, тогда как для четвертого объектива две центрифуги были подключены последовательно.Во всех экспериментах перистальтические насосы (Masterflex L / S, Cole-Parmer, Vernon Hills, США) применялись для перекачивания 5,22 л ± 0,22 л (1 SD , n = 18) сверхчистого или природного газа с добавками NPP. вода из бутылки 5 л через вращающийся ротор центрифуги. Последняя добавленная вода содержала 1 мл суспензии рабочего раствора. Температура центрифуги поддерживалась постоянной на уровне 20 ° C. Перед прокачкой образца через ротор его заполняли MQW при 4000 об / мин и разгоняли до конечной скорости вращения (17000 об / мин).Чтобы избежать попадания пузырьков воздуха в центрифугу, эксперименты были остановлены при остаточном объеме 0,29 л ± 0,06 л (1 SD , n = 14), оставшемся в стеклянной пробирке.

Экспериментальные установки с использованием одной центрифуги

Первые эксперименты, посвященные удержанию нанопластика из МКВ и речной воды в линейной установке, а также из МКВ в круговой установке, были основаны на использовании одной центрифуги (рис. 1). Установка, основанная на единственной системе CFC, приводит к обогащению всего удерживаемого твердого материала в пределах от микрометра до нанометрового размера в роторе системы.Следовательно, в этой конфигурации не достигается разделения только АЭС.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки для CFC. (A) : Линейная схема (1: баллон с суспензией, содержащий АЭС на магнитной мешалке. 2: перистальтический насос. 3: проточная центрифуга. 4: приток. 5: отток. 6: собранная фракция сточных вод). (B) Круглая установка (Heraeus Instruments GmbH, 1998, измененная) © Thermo Scientific.

Линейная установка: влияние производительности насоса

Вода перекачивалась из баллона с суспензией перистальтическим насосом через ротор CFC в стакан для сточных вод (рис. 1A).Перистальтический насос помещали между флаконом с суспензией и центрифугой. После процедуры три фракции исходной добавленной воды были разделены на «остаточную воду в емкости для суспензии», «содержимое ротора» и «сточные воды». Используя эту линейную установку, было исследовано влияние скорости откачки (1 л / ч ^-1 , 2,5 л / ч ^-1 и 5 л / ч ^-1 ), так как его важность для степени удерживания ранее исследованы (Берман, 1966; Браун, 1989). Эти эксперименты проводились с MQW, что позволяло напрямую вводить полученные фракции в ICP-MS / MS, поскольку не было органических веществ, и было проверено, что плазма может полностью разлагать / распылять NPP без предварительного расщепления.Для всех экспериментальных запусков скорость вращения была установлена ​​на максимум 17000 об / мин (~ 24200 g-сил). После центрифугирования к каждой фракции добавляли ~ 5 мкл детергента Triton X-100 (для стабилизации) перед обработкой ультразвуком в течение 15 мин, чтобы избежать прилипания к сосудам. Копии 50 мл бутыли с суспензией фракций ( n = 3), содержимого ротора ( n = 6) и стоков ( n = 6) были взяты стеклянной пипеткой и перенесены в DigiTubes ^® (SCP Science, Квебек, Канада).Тщательное встряхивание пробирок перед измерением обеспечивает однородное перемешивание.

Линейная установка: извлечение нанопластика из речной воды

Отфильтрованная и нефильтрованная речная вода с добавками АЭС прокачивалась через центрифугу со скоростью 2,5 л / ч ^–1 и скоростью вращения 17000 об / мин. Использовалась та же процедура накачки, что и для образцов МКЯ. Однако из-за присутствия SPM во фракциях содержимое флакона с суспензией и корпус ротора были подвергнуты MWAD перед измерением ICP-MS / MS, чтобы избежать блокировки распылителя и других нежелательных эффектов, связанных с матрицей.Поэтому реплики ( n _{бутылки} = 3, n _ротор = 6) по 20 мл были перенесены в предварительно очищенные кварцевые флаконы объемом 35 мл (CEM Corp., Kamp Lintfort, Германия) и высушены вымораживанием. Образцы сточных вод были отобраны и проанализированы без необходимости в MWAD, так как они были полностью очищены в процессе центрифугирования.

Круговая установка: влияние дополнительных циклов откачки

Вода была откачана из баллона с суспензией перистальтическим насосом через ротор CFC (17000 об / мин), а затем обратно в баллон с суспензией (рис. 1B).В этом случае влияние одного и двух дополнительных циклов откачки (т. Е. 2-кратного и 3-кратного рециркуляции воды через центрифугу) на эффективность удерживания было оценено как 5 л · ч ^-1 . Перистальтический насос был размещен в том же положении, что и при линейном подходе.

Для кругового подхода были получены и отобраны только пробы из содержимого ротора и баллона с суспензией ( n = 6). Этот экспериментальный вариант также был запущен с MQW, позволяющим напрямую вводить полученные фракции в ICP-MS / MS без MWAD.

Экспериментальная установка с использованием двух центрифуг

Использование последовательности из двух систем CFC является нашей концепцией для отбора проб нанопластов из воды с селективным размером и плотностью. Цель состояла в том, чтобы оценить, в какой степени можно достичь отделения наночастиц от микрочастиц, используя последовательность двух систем CFC, работающих с разными скоростями вращения.

Отделение нанопласта от взвешенных твердых частиц микрометрового размера

При последовательной установке CFC суспензия образца откачивалась из бутылки через первую систему CFC, а затем через вторую CFC (рис. 2).Осветленная жидкость, прошедшая через обе центрифуги, собиралась в стакане для сточных вод. При этом использовался перистатический насос с двухканальной насосной головкой, который помещался между бутылкой и первой центрифугой, а также между обеими центрифугами.

Рисунок 2. Схематическое изображение экспериментальной установки для последовательного CFC. В нашей экспериментальной схеме первая центрифуга работала при 4000 об / мин, а вторая — при 17000 об / мин (изменено, © Thermo Scientific).

Чтобы имитировать природные частицы, которые могут агрегироваться с нанопластиком в образцах окружающей среды, BCR-414 [Планктон (микроэлементы)] был добавлен в раствор, который прошел через последовательную систему CFC. BCR-414 представляет собой порошок [ d _{среднее значение} = 2,894 мкм ± 0,003 мкм (1 SD )] измельченных организмов, таких как кладоцера и Si-, Ca, CaP-богатые, органические и глинистые частицы с C _org — содержание 30% ± 5% [1 SD ( n = 6)].Сертифицированные массовые доли элементов As, Cd, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, V и Zn были предоставлены поставщиком. В 5 л MQW добавляли 500 мг CRM. Суспензию перемешивали в течение 15 минут перед добавлением 1 мл суспензии NPP и последовательным проведением CFC при скорости откачки 2,5 л ч ^-1 (рис. 2). Две центрифуги работали с разными скоростями вращения (CFC 1 при 4000 об / мин и CFC 2 при 17000 об / мин). Части 20 мл ( n = 6) флакона с суспензией фракций и содержимого ротора 1 переносили в 35 мл кварцевые флаконы (CEM Corp.) и лиофилизированный (для MWAD). Подвыборки из 50 мл ( n = 6) осветленных фракций, содержимое ротора 2 и вытекающий поток, были отобраны и проанализированы с помощью ICP-MS / MS непосредственно без MWAD.

Обработка данных и расчеты

Расчет эффективности удерживания (RE) (уравнение 1) основан на эффективной дозе частиц (с использованием массовой доли Pd), которые попали в центрифугу и которые могут быть извлечены из содержимого ротора и стоков. Извлечение всех фракций и совокупное извлечение можно найти в дополнительной таблице S5.

R⁢E = mP⁢dR⁢o⁢t⁢o⁢r⁢c⁢o⁢n⁢t⁢e⁢n⁢tmP⁢dE⁢f⁢f⁢l⁢u⁢e⁢n⁢t + mP⁢dR⁢ o⁢t⁢o⁢r⁢c⁢o⁢n⁢t⁢e⁢n⁢t

Уравнение 1: Формула для расчета эффективности удерживания (RE) на основе эффективной дозы АЭС.

Ур. 2 использовался для оценки оптимальной скорости потока для максимального удержания частиц. Для расчетов требовались знания и / или оценки геометрии ротора, плотности и вязкости среды, а также диаметра и плотности АЭС.

F = π⁢ρp-ρm18⁢η⁢D2⁢h⁢ω2⁢rmax2- (rt-rbln⁡ (rtrb)) 2l⁢n⁢ (rmax (rt-rbln⁡ (rtrb)))

Уравнение 2: Формула для расчета оптимального расхода F [м ³ с ^-1 ] для CFC с ρ _p : плотность частиц [кг м ^{— 3} ], ρ _м : плотность среды [кг · м ^–3 ], η: вязкость среды [кг · м ⁻¹ с ⁻¹ ], D : диаметр частиц [м], h : высота сердечника ротора [м], ω: угловая скорость [с ^-1 ], r _max : максимальный радиус сердечника [м], r _t : радиус вверху керна [м], r _b : радиус внизу керна [м] (Сведберг и Педерсен, 1940; Берман, 1966; Дорин и Каммингс, 2015 ).

Комбинированные неопределенности ( u _c ) (рассчитанные в соответствии с «Руководством по выражению неопределенности измерения» [GUM (JCGM 100: 2008)] включают копии прибора (точность измерения), копии образцов (повторяемость), эксперимент репликации с использованием различных систем центрифуг (воспроизводимость) ( u _c : квадратный корень из суммы квадратов ошибок) и их распространение при расчете эффективности удерживания. Если указаны сертифицированные значения в сочетании с расширенными неопределенностями, эти неопределенности являются также учитывались (Ellison and Williams, 2012).

Результаты и обсуждение

Было проведено четыре эксперимента с CFC, в которых основное внимание уделялось влиянию скорости накачки на эффективность удерживания (1) в упрощенных условиях и (2) в реальных условиях окружающей среды, (3) влияние рециркуляции и (4) потенциал CFC для обеспечить выборочный отбор проб до нанометрового размера. За исключением эксперимента 4, для которого использовалась последовательность из двух систем CFC, все эксперименты основывались на применении одной системы CFC.

Стандартный нанопластический анализ и методы разложения

Протокол MWAD оказался подходящим для полного разложения полимера.Полученные гидролизаты были полностью прозрачными, а извлечение сертифицированных металлов (As, Cd, Cr, Hg, Pb, Sn и Zn) составляло от 97,4% ± 1,5% до 103% ± 4% (дополнительная таблица S4). Только Sb показал небольшой выброс с извлечением 115,9% ± 1,5% [1 SD ( n = 3)].

Измерение ¹⁰⁵ Pd в гелиевом режиме было определено как оптимальное с точки зрения правильности и точности определения концентрации Pd. Извлечение стандартного раствора ICP-MS составило 100,0% ± 1,2% [ n = 4 (1 SD )].Определенная концентрация Pd в рабочей исходной суспензии NPP (разбавление 1:10 суспензии при синтезе) составила 22,8 мг л ^-1 ± 1,3 мг л ^{— 1} [ u _c ( n = 12)]. Возможны прямые измерения разбавленной суспензии НПП на основе калибровки прибора с использованием стандартного раствора Pd.

Оптимизированный протокол, включающий поверхностно-активное вещество и ультразвуковую обработку, привел к хорошему согласованию между калибровкой и соответствующей серией разбавлений суспензии NPP (дополнительный рисунок S1).Достигнута почти идеальная линейность в рабочем диапазоне с R ² ≥ 99,98%. Инструментальный LOD составлял 0,0017 мкг L ^{— 1} (3 × SD бланка), что соответствовало приблизительно 3,3 × 10 ⁸ частиц L ^-1 .

Зависимость эффективности удержания в MQW от скорости откачки

За исключением скорости потока, все другие важные параметры, влияющие на поведение удерживания частиц во время CFC, зависят либо от среды и представляющих интерес частиц, угловой скорости или геометрии используемого ротора CFC.Таким образом, скорость потока является решающим параметром для изменения селективности по размеру и плотности применяемой установки (уравнение 2). Чем ниже установлен поток, тем больше времени требуется среде для прохождения центробежного поля и тем выше достижимое удержание мелких частиц в роторе. Правильная настройка и оптимизация производительности насоса в конечном итоге приведет к максимальному удалению частиц.

Производительность насоса оценивалась с использованием известной геометрии ротора, угловой скорости, плотности и вязкости жидкости, а также оценки плотности пластика (подробности в дополнительном материале).Использование предположения о плотности NPP от 1,14 г / мл ^-1 до 1,18 г / мл ^-1 и диаметре частиц 160 нм привело к идеальной расчетной скорости откачки от 2,6 л / ч ^{— 1} до 3,4 л. h ^{— 1} (рисунок 3).

Рис. 3. Параболическая зависимость (основанная на уравнении 2) между скоростями потока, необходимыми для количественного удерживания, и диаметром частиц для работы ротора CFC при 17000 об / мин с водой в качестве среды (для диапазона плотности полиакрилонитрила).

Чтобы оценить соответствие рассчитанных скоростей потока в соответствии с уравнением 2, были протестированы три различных скорости насоса. Эффективность удержания АЭС в MQW в линейной установке составила 92% ± 8% для 1 л ч ^{— 1} , 67% ± 6% для 2,5 л ч ^{— 1} и 53 % ± 5% для 5 л h ^{— 1} [ u _c ( n = 3)] (Таблица 1). Результаты показывают, что, несмотря на расчеты, скорость накачки 2.5 л ч ^-1 было недостаточно для количественного удерживания, тогда как 1 л ч ^-1 приводило к эффективному удалению НПП. Тем не менее, поскольку скорость потока систем CFC, используемых в этих экспериментах, можно регулировать от нескольких мл ч ^-1 до 66 л ч ^-1 , расчеты дали хорошую оценку, которая может быть дополнительно уточнена экспериментально. Разрыв между оценками и экспериментальными данными относится либо к противотоку, вызванному диффузионным дрейфом, который описывается броуновской динамикой (которая применима к частицам диаметром менее 1 мкм) (Meireles et al., 2010; Миноура и др., 2010; de la Torre et al., 2018) или незначительные отклонения плотности и / или размера частиц. Значения эффективности удерживания описывают распределение эффективной дозы NPP между содержимым ротора и фракцией выходящего потока. Таким образом, при производительности насоса 5 л / ч ^–1 примерно половина АЭС осталась в роторе, а половина прошла через него. Важно не путать эффективность удержания с общим восстановлением. Для линейной установки, реактивы с добавками могут быть количественно извлечены в трех фракциях: (1) баллон с суспензией, (2) содержимое ротора и (3) сточные воды {85% ​​± 5% — 98% ± 4% [ u _c ( n = 3)]; Таблица 1}.Это обнадеживает, поскольку такие высокие извлечения не всегда достигаются при работе с (суб) микронными частицами (Imhof et al., 2012; Nguyen et al., 2019).

Таблица 1. Эффективности удерживания и извлечения для АЭС с добавлением палладия в различных фракциях на разных установках с использованием одной системы CFC (17000 об / мин).

Зависимость эффективности удержания в MQW от количества циклов

В круговой установке (рис. 1B) эффективность удерживания выросла до 91% ± 10% для двух циклов и 95% ± 8% для трех циклов [ u _c ( n = 2)] (Таблица 1 ).Это увеличение> 40% от линейной схемы. С другой стороны, общие извлечения были значительно ниже в этой установке, 60% ± 5% и 68% ± 4% для двух и трех циклов, соответственно. Мы предполагаем, что в этой конфигурации значительная часть АЭС прилипла к стенкам баллона с суспензией и / или трубопровода, что было очевидно только тогда, когда АЭС находились в системе длительное время. Тем не менее, за счет увеличения количества циклов откачки эффективность удержания АЭС в системе CFC может быть значительно увеличена.

Эффективность удержания в фильтрованной и нефильтрованной речной воде

Гетероагрегация АЭС с неорганическим и органическим природным веществом наблюдалась в различных экологических условиях (Koelmans et al., 2015; Gigault et al., 2018; Ориехова, Штолл, 2018; Li et al., 2019). Таким образом, было исследовано влияние суспендирования АЭС в воде из немецкой реки Эльбы (время инкубации ~ 1 месяц) на эффективность удерживания системы CFC при 2,5 л / ч ^-1 .Две причины привели к выбору этого расхода вместо 1 л / ч ⁻¹ , который имел более высокое удерживание в линейной системе с одним ротором:

1. Он представляет собой компромисс между возможностью обработки больших объемов (необходимого для достаточного концентрирования в условиях окружающей среды) и высокой степенью удерживания.

2. Это позволило идентифицировать увеличение эффективности удерживания за счет образования более крупных частиц путем гетероагрегации (в отличие от скорости потока, которая уже приводит к количественному удерживанию в MQW).

Равный процент АЭС был оставлен для фильтрованной речной воды (65% ± 6%) и MQW при 2,5 л / ч ^–1 [67% ± 6% ( n = 3)] в линейной установке. Это указывает на то, что никакое влияние природных коллоидов (т.е. частиц <0,2 мкм) и гуминовых веществ не привело к образованию более крупных гетероагрегатов. Более того, средняя эффективность удерживания была выше для нефильтрованной воды (75% ± 5%), чем для АЭС, добавленных в фильтрованную речную воду.

Более длительное время инкубации и более высокие концентрации SPM и растворенных органических веществ, взаимодействие которых с различными наночастицами было показано ранее (Grillo et al., 2015; Милн и др., 2017; Wu et al., 2019), может быть объяснением увеличения эффективности удержания. Будущие эксперименты могут дать дальнейшее понимание кинетики агрегации АЭС с SPM в реальных сценариях. Таким образом, CFC может быть дополнительным способом оценки присоединения NPP к более крупным частицам, поскольку частицы, которые прикреплены к SPM, будут эффективно удаляться в центрифуге, а те, которые остаются несвязанными, будут проходить его в большей степени.

Отделение нанопласта от взвешенных частиц микрометрового размера

Зависимость между расходами и эффективностью удержания была продемонстрирована для АЭС с одинаковой плотностью.Однако в условиях окружающей среды различия в плотности могут быть использованы для разделения частиц разных материалов и размеров. Было подсчитано, что при 4000 об / мин частицы диаметром 3 мкм и плотностью> 1,01 г / мл ^-1 могут количественно удерживаться при расходах примерно 4 л / ч ^-1 (дополнительный рисунок S2). Таким образом, мы предполагаем, что в последовательности двух систем CFC, частицы планктона ( d ≈ 3 мкм) должны удерживаться в первой центрифуге при рабочей скорости насоса 2.5 л ч ⁻¹ . Более того, расчеты показывают количественное удерживание частиц размером ∼ 200 нм с плотностью> 1,1 г · мл ⁻¹ при скорости потока ∼ 3 л · ч ⁻¹ при 17000 об / мин в центрифуге 2. Следовательно, разделение NPP из природных частиц оказалось возможным.

Эффективность отделения АЭС от естественных частиц в диапазоне микрометров была оценена с использованием последовательности из двух систем CFC с дифференциальными скоростями вращения между роторами и производительностью насоса 2.5 л ч ⁻¹ . CRM планктона (BCR-414), который сертифицирован для различных металлов, использовался в качестве модели для нежелательных мешающих компонентов матрицы (высокое содержание органического углерода и минералов). Частицы планктона микронного размера задерживались в первом роторе, как это видно на Рисунке 4 (левая панель). Результаты этого эксперимента показаны в таблице 2.

Рис. 4. Слева: Ротор 1 (4000 об / мин), содержащий большую часть частиц планктона. Справа: Ротор 2 (17000 об / мин), содержащий в основном АЭС.

Таблица 2. Эффективность удерживания и извлечение для АЭС с примесью палладия и планктонного CRM BCR-414 для последовательной установки двух центрифуг, работающих при 4000 об / мин и 17000 об / мин.

Согласно расчетам, все свободные АЭС должны были пройти первый ротор, поскольку для удержания АЭС при 4000 об / мин теоретически требуются очень низкие скорости потока от 0,15 л / ч ^-1 до 0,19 л / ч ^-1 (дополнительный рисунок S2 ). Однако только 77% ± 5% эффективной дозы АЭС прошло через ротор 1 (23.0% ± 2,2% эффективность удерживания). NPPs, оставшиеся в роторе 1, вероятно, были связаны с SPM за короткий промежуток времени между выбросом и прохождением через последовательную систему CFF. Общее время контакта между ВОП и АЭС составляло 120 мин на протяжении всей процедуры CFC. 53% ± 5% АЭС осталось во втором роторе.

Для оценки количества CRM планктона, удерживаемого при центрифугировании, элемент, связанный с CRM, был выбран для измерения в качестве заместителя в соответствии со следующими критериями: (1) отсутствие обнаруживаемой фоновой концентрации в АЭС, допированных палладием, (2) незначительное фоновое значение (загрязнение), обусловленное установкой CFC и MWAD, и (3) количественное кумулятивное извлечение.Исходя из этих требований, Ni был выбран для отслеживания CRM планктона в процессе разделения. Соответственно, 89% ± 9% ( n = 12) BCR-414 осталось в роторе 1, тогда как 3% ± 4% и 2% ± 4% (вероятно, растворенный Ni) были извлечены в роторе 2 и сточных водах ( Извлечение _всего = 113% ± 12%). Отношение массовых долей никеля, обнаруженных в роторе 1 и роторе 2, было> 30.

Расширенное применение ХФУ для отбора проб и концентрирования нанопластов в окружающей среде

Лабораторное исследование подчеркивает потенциал последовательности систем CFC для отделения микронной фракции от коллоидной фракции (рис. 5).Результаты показывают потенциал CFC для концентрирования коллоидных пластиковых частиц, что имеет большое значение для будущего обнаружения АЭС в экологических водных системах. Для механистических экспериментов частицы, меченные палладием, служили ценной моделью для точного показа высоких показателей удерживания NPP в оптимальных условиях. Однако на практике для количественной оценки образца обогащенных коллоидных пластиковых частиц дополнительно потребуются методы, специфичные для полимеров, такие как Py-GC-MS или TED-GC-MS (Dümichen et al., 2017; Fischer and Scholz-Böttcher, 2017). .

Рис. 5. Схематическое объяснение расширенной функциональности последовательной установки CFC в качестве инструмента для селективного отбора проб MP и нанопластов по размеру и плотности (изменено, © Thermo Scientific).

Это исследование было сосредоточено на разработке возможного метода разделения и концентрирования для АЭС, дальнейшая оптимизация количественного определения АЭС выходила за рамки данного исследования. Тем не менее, можно порекомендовать некоторые дополнительные этапы подготовки образца. Поскольку технология обогащения ХФУ приведет к предварительному концентрированию как ядерных АЭС, так и природных органических коллоидов, содержащихся в экологических водах, очистка (т.д., разложение органического матрикса) потребуются протоколы, чтобы лучше изолировать НПП от этой гетерогенной смеси (Hurley et al., 2018). Эксперименты показали, что гетероагрегация может происходить быстро. Если используется только один ротор, пробы природных микро- и наночастиц, MP, свободных коллоидных пластиковых частиц и NPP, включенных в гетероагрегаты микронного размера, будут отбираться как смесь.

Последовательная установка CFC открывает возможность фракционирования различных размеров пластиковых частиц и природных коллоидов.Рисунок 5 визуально расширяет эту концепцию. Чтобы отбирать частицы желаемого размера из природных вод, необходимо согласовать скорости вращения обеих центрифуг. Например, при скорости потока 2,5 л / ч ⁻¹ регулировка CFC 1 до 2000 об / мин приведет к количественному удалению частиц размером ≥3 мкм с плотностью> 1,02 г · мл ^— и частиц ≥1 мкм с плотностью> 1,24. г мл ^-1 . Одним из ярких преимуществ может быть дополнительное удаление всех частиц размером ≥500 нм с плотностью ≥2 г / мл ^-1 (разделение плотности в режиме онлайн), которое включает все минералы, но не интересующие полимеры (Schön, 2011).Поскольку взвеси содержат высокую массовую долю мелких частиц осадка (Imhof et al., 2012; Vidmar et al., 2017), которые не могут быть удалены окислительной обработкой, образцы, полученные с помощью подходов фильтрации, обычно необходимо подвергать разделению по плотности перед их разделением. анализ.

Результаты показывают, что линейная установка CFC может быть предпочтительнее кругового подхода CFC для проб окружающей среды. Природная вода может прокачиваться через CFC прямо на месте без хранения в контейнере, где может происходить осаждение частиц и прилипание к стенкам.Второй важный аргумент в пользу отказа от промежуточного контейнера — это минимизация загрязнения, что является огромной проблемой для исследований твердых частиц (Löder and Gerdts, 2015; Wesch et al., 2017; Hermsen et al., 2018). Кроме того, использование ротора из титана в сочетании с перфторированным уплотнением и трубкой сводит потенциальное загрязнение к минимуму.

Центрифуга может легко работать в непрерывном режиме в течение нескольких дней. В отличие от методов фильтрации, постоянного наблюдения не требуется.Эксплуатация центрифуги в течение 5 дней с производительностью насоса 5 л / ч ^–1 позволила бы осуществить отбор проб 600 л исходной воды с интегрированием по времени. Таким образом, большие объемы, которые могут быть обработаны по сравнению с ультрацентрифугированием (10 мл — 100 мл), и предотвращение засорения мембран по сравнению с ультрафильтрацией являются основными преимуществами CFC по сравнению с другими методами центрифугирования (De Bruijn et al., 2005; Schwaferts et al. др., 2019; Энфрин и др., 2020).

Применение в полевых условиях уже было протестировано для отбора проб МП (Hildebrandt et al., 2019). Благодаря весу системы (> 100 кг) стационарная работа является выгодной. Чтобы обогатить АЭС водой, которая предположительно содержит очень низкие количества АЭС, может потребоваться внедрение высокоэффективного CFC с ∼100000 г (по сравнению с ∼24000 г), чтобы обеспечить более высокие скорости отбора проб (например, CF- 32-Ti, Beckman Coulter, Brea, США).

Поскольку доказательство принципа действия уже подтверждено, CFC может быть протестирован в даже более сложных сценариях. Хотя применение к природным водам все еще остается гипотетическим из-за проблем, возникающих на других этапах аналитического рабочего процесса (например,g., химическая идентификация полимеров) авторы предлагают последовательное использование двух систем CFC. MP и матричные частицы микронного размера будут задерживаться в первой центрифуге, а также минеральные частицы размером до нескольких сотен нанометров. Во втором роторе коллоидные частицы с плотностью <2 г / мл ^-1 могут быть дополнительно обогащены. Воды с высокой концентрацией твердых частиц, такие как вода с очистных сооружений или уличный сток, должны быть в первую очередь подвергнуты отбору проб ХФУ.Впоследствии должна быть проведена оценка степени концентрирования, необходимой для соответствия LOD , например, TED-GC-MS, которой может быть подвергнут непосредственно лиофилизированный образец. Это требует дальнейшей разработки методов как в отношении подготовки образцов для конкретных нанопластов, так и в отношении термоаналитического обнаружения.

Заключение и перспективы

Существует большой общественный, политический и научный интерес к загрязнению окружающей среды пластиком, но чем меньше размеры полимерных частиц, тем сложнее становятся аналитические задачи.Это оставляет серьезные пробелы в данных в понимании возникновения, концентрации и идентичности нанопластиков и, наконец, их воздействия на окружающую среду.

Исследования воздействия показали, что фракция коллоидного пластика потенциально является наиболее опасной (Koelmans et al., 2015; Burns and Boxall, 2018). Однако значимая оценка экологического риска также требует знания соответствующих уровней воздействия. До сих пор ультрафильтрация с поперечным потоком считалась единственным методом, подходящим для выборочного отбора проб репрезентативных объемов по нанометровому размеру.Наши результаты доказывают, что центрифугирование в непрерывном потоке (CFC) является ценной альтернативой для отбора проб и обогащения нанопластов, поскольку оно не использует полимерную мембрану, обладает высокой степенью удержания NPP и может использоваться для интегрированного по времени отбора проб из нескольких сотен литров источника. вода (Hildebrandt et al., 2019). Представленные здесь экспериментальные доказательства принципа действия в сочетании с расширенными теоретическими расчетами подкрепляют потенциал этой технологии для избирательного концентрирования коллоидных пластиковых частиц по размеру и плотности.> 90% удержания модельных АЭС ( d ≈ 160 нм) при относительно низком расходе в MQW (1 л · ч ⁻¹ ) и хорошей эффективности удержания (> 75%) в речной воде при более высоких расходах (2,5 L h ^-1 ). Высокоэффективные системы CFC (> 100 000 г) (Dorin and Cummings, 2015) могут обеспечить более высокий расход воды при значительно большей скорости потока. Научное сообщество уже много знает о макро- и микропластическом загрязнении (Lorenz et al., 2019), но для успешного ответа на вопрос «Где весь пластик?» (Томпсон и др., 2004) важно также понять распределение и судьбу АЭС.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / Дополнительные материалы.

Авторские взносы

LH провела большую часть экспериментальной работы, а также оценки данных и написания. DM синтезировал и предоставил нанопластик с примесью палладия в качестве аналитического ключевого элемента экспериментов и внес значительный вклад в планирование экспериментальной установки и экспериментов.TZ внесла значительный вклад в планирование экспериментов и инструментальный анализ, а также оценку данных. Д. П. внес значительный вклад в экспериментальный дизайн и концепцию рукописи. DM, TZ и DP также сильно помогли с редактированием и вычиткой рукописи. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

DM был поддержан Швейцарским национальным научным фондом, номер гранта Ambizione PZP002_168105.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.00089/full#supplementary-material

Список литературы

Андерсон, К. П., Лоу, М.-А. Л., Ли, Ю.С., Келлер, Г.-А., и Диновиц, М. (1991). Эндогенное происхождение дефектных ретровирусоподобных частиц из рекомбинантной линии клеток яичника китайского хомячка. Вирусология 181, 305–311. DOI: 10.1016 / 0042-6822 (91) ^-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bannick, C.G., Szewzyk, R., Ricking, M., Schniegler, S., Obermaier, N., Barthel, A.K., et al. (2019). Разработка и испытание фракционной фильтрации для отбора проб микропластика в воде. Water Res. 149, 650–658. DOI: 10.1016 / j.watres.2018.10.045

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Берман, А. С. (1966). Разработка зональных центрифуг и вспомогательных систем для фракционирования и анализа тканей. Вашингтон, округ Колумбия: Государственная типография США.

Google Scholar

Беслей А. (2017). Стандартизированный метод отбора проб и методов экстракции для количественного определения микропластика в пляжном песке. мар.Загрязнение. Бык. 114, 77–83. DOI: 10.1016 / j.marpolbul.2016.08.055

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бхаттачарья П., Лин С., Тернер Дж. И Ке К. (2010). Физическая адсорбция заряженных пластиковых наночастиц влияет на фотосинтез водорослей. J. Phys. Chem. С 114, 16556–16561. DOI: 10.1021 / jp1054759

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бернс Э. Э., Боксалл А. Б. А. (2018). Микропластики в водной среде: свидетельства за или против неблагоприятных воздействий и серьезные пробелы в знаниях. Environ. Toxicol. Chem. 37, 2776–2796. DOI: 10.1002 / etc.4268

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коул, М., Линдек, П., Филман, Э., Халсбанд, К., Гудхед, Р., Могер, Дж. И др. (2013). Попадание микропластика в организм зоопланктона. Наука 47, 6646–6655. DOI: 10.1021 / es400663f

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Конн, К. Э., Диникола, Р. С., Блэк, Р. В., Кокс, С. Е., Шейбли, Р.W., Foreman, J. R. и др. (2016). «Центрифугирование в непрерывном потоке для сбора взвешенных отложений для химического анализа», в Techniques and Methods , Plus Applications, (Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США), 1 – D6. DOI: 10.3133 / TM1D6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коррейя, М., Лешнер, К. (2018). Обнаружение нанопластов в пищевых продуктах с помощью асимметричного фракционирования потока поля-потока в сочетании с многоугловым рассеянием света: возможности, проблемы и аналитические ограничения. Аналит. Биоанализ. Chem. 410, 5603–5615. DOI: 10.1007 / s00216-018-0919-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Брейн, Дж. П. Ф., Салазар, Ф. Н., и Боркес, Р. (2005). Мембранная блокировка при ультрафильтрации: новый подход к обрастанию. Пищевой Биопрод. Proc. 83, 211–219. DOI: 10.1205 / fbp.04012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

де ла Торре, Дж. Г., Сифре, Дж. Г. Х. и Пенья, А. И. Д. (2018). Прогнозирование и анализ аналитических экспериментов по ультрацентрифугированию для гетерогенных макромолекул и наночастиц на основе моделирования броуновской динамики. Eur. Биофиз. J. 47, 845–854. DOI: 10.1007 / s00249-018-1322-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дорин, М., Каммингс, Дж. (2015). Принципы центрифугирования в непрерывном потоке. Техническое примечание по применению. Индианаполис, IN: Beckman Coulter Lifer Sciences.

Google Scholar

Дуглас Г. Б., Беккет Р. и Харт Б. Т. (1993). Фракционирование и концентрация взвешенных твердых частиц в природных водах. Hydrol. Процесс. 7, 177–191. DOI: 10.1002 / hyp.3360070208

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дюмичен, Э., Эйзентраут, П., Банник, К. Г., Бартель, А.-К., Зенц, Р., и Браун, У. (2017). Быстрая идентификация микропластов в сложных образцах окружающей среды методом термической деструкции. Химия 174, 572–584. DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2017.02.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эквалл, М.Т., Лундквист, М., Келпсиене, Э., Шилейкис, Э., Гуннарссон, С. Б., и Седерваль, Т. (2019). Нанопласты образуются в результате механического разрушения полистирольных изделий повседневного использования. Nanoscale Adv. 1, 1055–1061. DOI: 10.1039 / c8na00210j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эллисон, С.Л.Р., и Уильямс, А. (2012). Количественная оценка неопределенности аналитических измерений , 3-е изд., Вашингтон, округ Колумбия: CITAC.

Google Scholar

Эндерс, К., Ленц, Р., Стедмон, К. А., и Нильсен, Т. Г. (2015). Количество, размер и полимерный состав морских микропластиков ≥ 10 мкм в Атлантическом океане и их смоделированное вертикальное распределение. Март Загрязнение. Бык. 100, 70–81. DOI: 10.1016 / j.marpolbul.2015.09.027

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Энфрин, М., Ли, Дж., Ле-Клеш, П., и Людовик, Д. (2020). Кинетические и механистические аспекты загрязнения ультрафильтрационной мембраны нано- и микропластиками. J. Memb. Sci. 601: 117890. DOI: 10.1016 / j.memsci.2020.117890

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фишер М., Шольц-Бёттчер Б. М. (2017). Одновременная идентификация следов и количественная оценка распространенных типов микропластиков в пробах окружающей среды с помощью пиролизно-газовой хроматографии-масс-спектрометрии. Environ. Sci. Technol. 51, 5052–5060. DOI: 10.1021 / acs.est.6b06362

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фриас, Дж., Filgueiras, A., Gago, J., Pedrotti, M. L., Suaria, G., Tirelli, V., et al. (2019). Стандартизированный протокол для мониторинга микропластика в морской воде. Технический отчет . DOI: 10.13140 / RG.2.2.14181.45282

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гаго, Дж., Галгани, Ф., Маес, Т., и Томпсон, Р. К. (2016). Микропластики в морской воде: рекомендации процесса реализации директивы рамочной морской стратегии. Фронт. Mar. Sci. 3: 219.DOI: 10.3389 / fmars.2016.00219

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gigault, J., Ter Halle, A., Baudrimont, M., Pascal, P.-Y., Gauffre, F., Phi, L., et al. (2018). Текущее мнение: что такое нанопластик? Environ. Загрязнение. 235, 1030–1034. DOI: 10.1016 / j.envpol.2018.01.024

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гуденаф, Д. А. (1974). Массовое выделение щелевых контактов гепатоцитов мыши: характеристика основного белка, коннексина. J. Cell Biol. 61, 557–563. DOI: 10.1083 / jcb.61.2.557

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Грилло Р., Роза А. Х. и Фрасето Л. Ф. (2015). Созданные наночастицы и органическое вещество: обзор современного состояния. Химия 119, 608–619. DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2014.07.049

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Heraeus Instruments GmbH (1998 г.). Роторы непрерывного действия 3049 (титан) и 3054 (алюминий). Ханау: Heraeus.

Google Scholar

Хермсен, Э., Минтениг, С. М., Бесселинг, Э., Кельманс, А. А. (2018). Критерии качества анализа микропластика в образцах биоты: критический обзор. Environ. Sci. Technol. 52, 10230–10240. DOI: 10.1021 / acs.est.8b01611

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эрнандес, Л. М., Юсефи, Н., Туфенкджи, Н. (2017). Есть ли нанопластики в ваших продуктах личной гигиены? Environ.Sci. Technol. Lett. 4, 280–285. DOI: 10.1021 / acs.estlett.7b00187

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hildebrandt, L., Voigt, N., Zimmermann, T., Reese, A., and Proefrock, D. (2019). Оценка центрифугирования в непрерывном потоке как альтернативы пробам микропластика из водоемов. Mar. Environ. Res. 151: 104768. DOI: 10.1016 / j.marenvres.2019.104768

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hüffer, T., Преториус, А., Вагнер, С., Фон Дер, Каммер, Ф., и Хофманн, Т. (2017). Оценка воздействия микропластика в водной среде: учимся на сходствах и различиях с созданными наночастицами. Environ. Sci. Technol. 51, 2499–2507. DOI: 10.1021 / acs.est.6b04054

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Херли Р. Р., Люшер А. Л., Олсен М. и Низцетто Л. (2018). Валидация метода извлечения микропластика из сложных экологических матриц с высоким содержанием органических веществ. Environ. Sci. Technol. 52, 7409–7417. DOI: 10.1021 / acs.est.8b01517

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Имхоф, Х. К., Шмид, Дж., Нисснер, Р., Ивлева, Н. П., и Лафорш, К. (2012). Новый, высокоэффективный метод отделения и количественного определения пластиковых частиц в отложениях водной среды. Лимнол. Oceanogr. Методы 10, 524–537. DOI: 10.4319 / lom.2012.10.524

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jeong, C.-B., Kang, H.-M., Lee, Y.H., Kim, M.-S., Lee, J.-S., Seo, J.S., et al. (2018). Проглатывание нанопластов увеличивает токсичность стойких органических загрязнителей (СОЗ) у моногононных коловраток brachionus koreanus за счет нарушения мультиксенобиотической устойчивости (MXR). Environ. Sci. Technol. 52, 11411–11418. DOI: 10.1021 / acs.est.8b03211

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кахане И., Фуртмайр Х. и Марчези В. Т. (1976). Выделение мембранных гликопротеинов методом аффинной хроматографии в присутствии детергентов. Biochim. Биофиз. Acta Biomemb. 426, 464–476. DOI: 10.1016 / 0005-2736 (76)

-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кепплер А., Фишер Д., Обербекманн С., Черневски Г., Лабренц М., Эйххорн К.-Й. и др. (2016). Анализ микропластика окружающей среды с помощью вибрационной микроскопии: FTIR, Рамановский или оба? Аналит. Биоанализ. Chem. 408, 8377–8391. DOI: 10.1007 / s00216-016-9956-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Келлер, А., Хименес-Мартинес, Дж., И Митрано, Д. (2019). Транспортировка нано- и микропластика через ненасыщенные пористые среды от осаждения сточных вод. Environ. Sci. Technol. 54, 911–920. DOI: 10.1021 / acs.est.9b06483

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коэльманс, А. А., Бесселинг, Э., и Шим, В. Дж. (2015). «Нанопластики в водной среде. критический обзор », в Marine Anthropogenic Litter , ред. М. Бергманн, Л. Гутоу и М.Klages (Cham: Springer International Publishing), 325–340. DOI: 10.1007 / 978-3-319-16510-3_12

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ленер, Р., Ведер, К., Петри-Финк, А., и Ротен-Рутисхаузер, Б. (2019). Появление нанопластика в окружающей среде и возможное влияние на здоровье человека. Environ. Sci. Technol. 53, 1748–1765. DOI: 10.1021 / acs.est.8b05512

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ленц, Р., и Лабренц, М.(2018). Отбор малых проб микропластика в воде: разработка герметичного фильтрационного устройства. Вода 10: 1055. DOI: 10.3390 / w10081055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Ю., Ван, X., Фу, В., Ся, X., Лю, К., Мин, Дж., И др. (2019). Взаимодействие между нано / микропластиками и взвешенными осадками в воде: влияние на агрегацию и осаждение. Water Res. 161, 486–495. DOI: 10.1016 / j.watres.2019.06.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лёдер, М.Дж. Дж., И Гердц Г. (2015). «Методология, используемая для обнаружения и идентификации микропластиков — критическая оценка», в Marine Anthropogenic Litter , ред. М. Бергманн, Л. Гутов и М. Клагес (Cham: Springer International Publishing), 201–227. DOI: 10.1007 / 978-3-319-16510-3_8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лоренц, К., Рошер, Л., Мейер, М. С., Хильдебрандт, Л., Прюм, Дж., Лёдер, М. Г. Дж. И др. (2019). Пространственное распределение микропластика в отложениях и поверхностных водах южной части Северного моря. Environ. Загрязнение. 252, 1719–1729. DOI: 10.1016 / j.envpol.2019.06.093

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люшер А. Л., Велден Н. А., Собрал П. и Коул М. (2017). Отбор проб, выделение и идентификация микропластика, попадающего в организм рыб и беспозвоночных. Аналит. Методы 9, 1346–1360. DOI: 10.1039 / c6ay02415g

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мейрелеш, М., Буржуа, Ф., Турбен, М., Гиро, П.и Фрэнсис К. (2010). Обзор: Удаление негабаритных и извлечение частиц из суспензий в диапазоне наноразмеров. [Отчет об исследовании] CNRS. хал-01186033.

Google Scholar

Милн, К. Дж., Лэпворт, Д. Дж., Гудди, Д. К., Элджи, К. Н., и Валсами-Джонс, Э (2017). Роль гуминовой кислоты в стабильности наночастиц Ag в субоксических условиях. Environ. Sci. Technol. 51, 6063–6070. DOI: 10.1021 / acs.est.6b06054

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миноура, И., Катаяма, Э., Секимото, К., и Муто, Э. (2010). Одномерное броуновское движение заряженных наночастиц вдоль микротрубочек: модельная система для слабых связывающих взаимодействий. Biophys. J. 98, 1589–1597. DOI: 10.1016 / j.bpj.2009.12.4323

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Минтениг, С. М., Бойерлейн, П. С., Кельманс, А. А., Деккер, С. К., и Ван Везель, А. П. (2018). Устранение разрыва между малым и меньшим: к основе для анализа нано- и микропластиков в водных пробах окружающей среды. Environ. Sci. Нано 5, 1640–1649. DOI: 10.1039 / c8en00186c

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mitrano, D. M., Beltzung, A., Frehland, S., Schmiedgruber, M., Cingolani, A., and Schmidt, F. (2019). Синтез нанопластов с добавками металлов и их использование для исследования судьбы и поведения в сложных экологических системах. Nat. Nanotechnol. 14, 362–368. DOI: 10.1038 / s41565-018-0360-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нгуен, Б., Клаво-Малле, Д., Эрнандес, Л. М., Сюй, Э. Г., Фарнер, Дж. М., и Туфенкджи, Н. (2019). Разделение и анализ микропластиков и нанопластиков в сложных пробах окружающей среды. В соотв. Chem. Res. 52, 858–866. DOI: 10.1021 / acs.accounts.8b00602

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Орихова О., Столл С. (2018). Гетероагрегация нанопластических частиц в присутствии неорганических коллоидов и природного органического вещества. Environ.Sci. Нано 5, 792–799. DOI: 10.1039 / c7en01119a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пэн Дж., Ван Дж. И Цай Л. (2017). Современное понимание микропластика в окружающей среде: возникновение, судьба, риски и то, что мы должны делать. Integr. Environ. Оценивать. Manag. 13, 476–482. DOI: 10.1002 / ieam.1912

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Примпке, С., Лоренц, К., Рашер-Фризенхаузен, Р., и Гердтс, Г. (2017).Автоматизированный подход к анализу микропластов с использованием ИК-Фурье-микроскопии с матрицей фокальной плоскости (FPA) и анализа изображений. Аналит. Методы 9, 1499–1511. DOI: 10.1039 / c6ay02476a

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ран, Ю., Фу, Дж. М., Шенг, Г. Ю., Беккет, Р., и Харт, Б. Т. (2000). Фракционирование и состав коллоидных и взвешенных твердых частиц в реках. Химия 41, 33–43. DOI: 10.1016 / s0045-6535 (99) 00387-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рохман, К.М., Кук А.-М., Кельманс А.А. (2016). Пластиковый мусор и политика: использование современного научного понимания для достижения положительных изменений. Environ. Toxicol. Chem. 35, 1617–1626. DOI: 10.1002 / etc.3408

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шмидгрубер М., Хуфенус Р. и Митрано Д. М. (2019). Механистическое понимание судьбы микропластических волокон и стратегии отбора проб: синтез и применение полиэфирных волокон, легированных металлом. Water Res. 155, 423–430. DOI: 10.1016 / j.watres.2019.02.044

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шен, Дж. Х. (2011). «Глава 4 — плотность» в справочнике по разведке и добыче нефти , изд. Дж. Х. Шен (Амстердам: Elsevier), 97–105.

Google Scholar

Шюр К., Рист С., Баун А., Майер П., Хартманн Н. и Вагнер М. (2019). Когда флуоресценция — это не частица: перемещение микропластика в ткани Daphnia magna кажется искусством. Environ. Toxicol. Chem. 38, 1495–1503. DOI: 10.1002 / etc.4436

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Швафертс К., Нисснер Р., Эльснер М. и Ивлева Н. П. (2019). Методы анализа субмикронных и нанопластических частиц в окружающей среде. TrAC Trends Analyt. Chem. 112, 52–65. DOI: 10.1016 / j.trac.2018.12.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Научные советы по политике европейских академий (2019). Научный взгляд на микропластики в природе и обществе. Берлин: SAPEA. DOI: 10.26356 / микропластик

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шибли Г. П., Манусос М., Мунк К., Зеллджадт И., Фишер Л., Майяси С. и др. (1980). Новый метод масштабного роста; и концентрация вирусов Эпштейна-Барра. Заявл. Environ. Microbiol. 40, 1044–1048.

Google Scholar

Шим, В. Дж., Хонг, С. Х. и Эо, С.Е. (2017). Методы идентификации в микропластическом анализе: обзор. Аналит. Методы 9, 1384–1391. DOI: 10.1039 / c6ay02558g

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стёвен, К., Якобс, Ф., и Шнуг, Э. (2015). Микропластик: самодельная экологическая проблема в век пластика. J. Fur Kulturpflanzen 67, 241–250. DOI: 10.5073 / JFK.2015.07.01

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сведберг, Т., и Педерсен, К. (1940). Ультрацентрифуга. Оксфорд: Кларендон Пресс.

Google Scholar

Тер Галле, А., Жанно, Л., Мартиньяк, М., Жарде, Э., Педроно, Б., Брах, Л. и др. (2017). Нанопластика в субтропическом круговороте Северной Атлантики. Environ. Sci. Technol. 51, 13689–13697. DOI: 10.1021 / acs.est.7b03667

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Томпсон, Р. К., Олсен, Ю., Митчелл, Р. П., Дэвис, А., Роуленд, С. Дж., Джон, А.W. G., et al. (2004). Заблудились в море: где весь пластик? Наука 304, 838–838. DOI: 10.1126 / science.1094559

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Терк Э., Теплоу Д. Б., Худ Л. Э. и Прусинер С. Б. (1988). Очистка и свойства клеточных и прионных белков хомячка. Eur. J. Biochem. 176, 21–30. DOI: 10.1111 / j.1432-1033.1988.tb14246.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Видмар, Дж., Зулиани Т., Новак П., Дринчич А., Щанчар Ю. и Милачич Р. (2017). Элементы в воде, взвешенных твердых частицах и отложениях реки Сава. J. Почвенные отложения 17, 1917–1927. DOI: 10.1007 / s11368-016-1512-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Веш К., Элерт А., Вернер М., Браун У., Кляйн Р. и Паулюс М. (2017). Обеспечение качества при мониторинге микропластика: о ценности устройств для очистки воздуха как основы для проверенных данных. Sci.Отчет 7: 5424. DOI: 10.1038 / s41598-017-05838-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уиллер, К. М., Робертсон, Б. Х., Ван Нест, Г., Дина, Д., Брэдли, Д. У., и Филдс, Х. А. (1986). Структура вириона гепатита А: пептидное картирование области капсида. J. Virol. 58, 307–313. DOI: 10.1128 / jvi.58.2.307-313.1986

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ву Дж., Цзян Р., Линь В. и Оуян Г. (2019). Влияние солености и гуминовой кислоты на агрегацию и токсичность полистирольных нанопластиков с различными функциональными группами и зарядами. Environ. Загрязнение. 245, 836–843. DOI: 10.1016 / j.envpol.2018.11.055

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюй, М., Халиму, Г., Чжан, К., Сун, Ю., и Фу, X. (2019). Интернализация и токсичность: предварительное исследование воздействия нанопластических частиц на эпителиальные клетки легких человека. Sci. Total Environ. 694: 133794. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2019.133794

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжоу, X.-X., Hao, L.-T., Wang, H.-Y.-Z., Li, Y.-J., and Liu, J.-F. (2019). Экстракция до точки помутнения в сочетании с термической деструкцией для анализа нанопластов с использованием пиролизной газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Аналит. Chem. 91, 1785–1790. DOI: 10.1021 / acs.analchem.8b04729

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нанопластик в окружающей среде — Wissensplattform nanopartikel.info

Пластик повсеместно используется в качестве упаковочного материала или как часть многих продуктов нашей повседневной жизни.Однако из-за неуклонного роста мирового производства пластика частицы пластика теперь можно найти повсюду в окружающей среде. По оценкам, от четырех до двенадцати миллионов тонн пластика попадает в моря и океаны ежегодно ^[1] .
Частицы пластика, которые специально производятся, называются первичными частицами пластика. Их добавляют в продукты повседневной жизни, например, в косметику, или используют в исследованиях и диагностике. При дроблении более крупных пластиковых предметов на более мелкие частицы образуются так называемые вторичные пластмассы, а их разложение происходит под воздействием солнца, ветра или воды.
Чтобы оценить потенциальный риск пластиковых частиц различных размеров, необходимы подробные сведения о количестве частиц, выбрасываемых в окружающую среду, их происхождении, лежащих в основе процессах трансформации и фрагментации, а также о воздействии на окружающую среду. ^[2] .

Что такое нанопластик?

Нанопласты — это частицы на основе полимеров (например, полиэтилентерефталата (ПЭТ) или полистирола) с нанометровым диапазоном размеров. Они либо намеренно производятся (первичные нанопластические частицы) для разных продуктов (например,г. медицинские устройства, лекарства или электроника) определенного размера и состава или образованные в результате разложения более крупных пластиковых предметов (например, бутылок; вторичные нанопластики).

Однако в настоящее время нет официального определения термина «нанопластик», поскольку он не состоит из однородного материала или состава. Научное сообщество использует следующие категории размеров для классификации различных групп пластиковых частиц: нанопластики (1 нм — 1 мкм), микропластики (1 мкм — 1 мм), мезопласты (1 мм — 1 см) и макропластики (1 см — 100 см) ^[3] .
Непрерывный процесс непреднамеренной фрагментации неправильно обработанных пластиковых отходов под воздействием солнца, ветра или воды приводит к образованию частиц размером от 1 мкм до 5 мм (мезо- и микропластики), а затем к нанопластическим частицам размером менее 1 мкм ^{[ 2,4,5]} .

Классификация пластиковых частиц по их размеру и ориентировочным размерам, определение нанопластика Hartmann et al. [3] © Андреас Маттерн / UFZ

Обнаружение нанопластов

Несмотря на несколько лабораторных исследований, исчерпывающие полевые данные об экспонировании нанопластическими частицами отсутствуют. ^[6] .
Измерение концентрации нанопластических частиц в окружающей среде является довольно сложной задачей для современных аналитических методов. Во-первых, аналитические методы обнаружения должны различать естественные частицы и пластиковые отсеки. Во-вторых, реальные концентрации нанопластов могут быть очень низкими, вплоть до нанограмм на единицу с размером частиц от 1 до 1000 нм. Однако при существующих методах обнаружения нанопластов трудно достичь как обнаружения, так и количественной оценки (см. Сквозную статью «Обнаружение наноматериалов в окружающей среде») ^[5,7] .

Таким образом, вычислительные модели, основанные на данных о микропластике, используются для оценки количества и концентрации нанопластических частиц в окружающей среде. Используя данные о микропластике, было предсказано, что общий массовый вклад нанопластика во все частицы пластика будет небольшим. Однако с 1 микропластической частицей на 100.000.000.000.000.000 (10 ¹⁷ ) частиц нанопластика количество нанопластичных частиц значительно превышает количество микропластических частиц ^[4,8] .

Поведение нанопластика в окружающей среде и его влияние на экосистему

В настоящее время имеется мало информации о возникновении нанопластических частиц и их поведении в окружающей среде, то есть обо всех процессах переноса и трансформации.Это связано с разнообразными источниками нанопластических частиц, различными физическими свойствами, различными типами и временными рамками разложения и разными способами транспортировки ^{[7, 9, 10]} . Несомненно то, что количество нано- и микропластических частиц будет увеличиваться из-за огромного количества больших пластиковых отсеков, расположенных в окружающей среде. Частицы нанопласта также претерпевают процессы преобразования окружающей среды, такие как агломерация с другими частицами, накапливаясь, таким образом, в различных частях окружающей среды.Точно так же они способны связывать, а затем выделять нежелательные химические вещества, такие как антипирены или пластификаторы, в окружающую среду. Однако вклад переноса химических веществ, опосредованных нано- и микропластиками, в общие уровни воздействия на организмы окружающей среды невелик и не увеличивает риск для этих организмов ^[11] .

Частицы нанопласта также могут взаимодействовать с различными организмами окружающей среды. Большинство исследовательских проектов проводились с использованием наночастиц первичного полистирола в краткосрочных лабораторных исследованиях.Было обнаружено, что частицы нанопластов прикрепляются к поверхностям организмов и попадают в кишечник, что может привести к нарушению их нормального функционирования. Они не вызывают очень серьезных острых эффектов, но вызывают сублетальные эффекты после более длительных периодов воздействия. У некоторых организмов эффекты нанопластических частиц отличаются от эффектов микромасштабных пластиковых частиц ^[6] .
Текущие оценки предполагают, что концентрация нанопластика в окружающей среде слишком мала, чтобы вызывать эффекты в условиях окружающей среды.Однако, поскольку выбросы нанопластических частиц в окружающую среду значительно увеличатся в следующие десятилетия, необходимы долгосрочные исследования и уровни хронического воздействия для всесторонней оценки риска ^[8] .

Таким образом, сокращение выбросов пластика в целом и, следовательно, косвенно также выбросов нанопластических частиц и, соответственно, вреда окружающей среде имеет большое значение. Необходимые шаги в этом направлении включают сокращение неправильно обработанных пластиковых отходов путем создания надлежащих систем управления отходами во всем мире.Кроме того, замена или запрет односторонних пластиковых изделий и микропластиков в потребительских товарах поможет снизить пластиковую нагрузку на окружающую среду и, соответственно, появление нанопластов. Также в настоящее время разрабатываются стратегии удаления пластиковых частиц из окружающей среды, но они не будут применимы к нанопластическим частицам ^{[1, 8 12-16]} .

Текущая исследовательская деятельность, связанная с нанопластиками

Многие программы финансирования были созданы как на немецком (BMBF-Инициатива Пластмасса в окружающей среде), так и на европейском (JPI-Ocean) уровне для более подробного исследования наличия пластмасс в окружающей среде и связанных с ними эффектов.Например, с 2016 по 2018 год в рамках проекта WEATHER-MIC изучались экологические эффекты микропластика и его фрагментация в нанопластик в результате процессов выветривания. Исследователи использовали искусственное выветривание для фрагментации пластикового мусора, чтобы исследовать процессы распространения, а также токсичность образующихся пластиковых частиц. В результате исследователи смогли показать, что химические выщелачивания из различных типов пластика вызывают реакцию окислительного стресса ^[17] .

В 2019 году немецкое исследовательское судно SONNE отправилось в 5-недельную экспедицию по сбору и анализу пластиковых частиц различного размера на вертикальных и горизонтальных разрезах Тихого океана, чтобы понять перенос и преобразование пластиковых частиц.Еще один амбициозный проект, направленный на удаление пластика из океанов, — «Очистка океана». Используя волны для сбора и последующей переработки пластикового мусора, они «стремятся очистить 90% пластикового загрязнения океана». Однако нанопластические частицы недоступны для разработанной технологии, но удаление макропластика из окружающей среды уменьшит будущее образование нанопластов ^[18] .

Долговечность пластика приводит к долгосрочному накоплению в окружающей среде пластиковых частиц различной формы и размера вплоть до наномасштаба.Однако достоверные данные о том, как нанопластик генерируется и распространяется в окружающей среде, редко. Современные аналитические методы еще не позволяют различать пластиковые наночастицы, непластические наночастицы. В настоящее время нанопластик в своем предполагаемом диапазоне концентраций не оказывает серьезного воздействия на растения и животных. В будущем необходимо изучить долгосрочные эффекты и усовершенствовать аналитические методы обнаружения.

Литература

1. Jambeck, JR et al.(2015), Наука, 347 (6223): 768-771.
2. Wagner, S et al. (2019), Nature Nanotechnology, 14 (4): 300-301.
3. Hartmann, NB et al. (2019), Наука об окружающей среде и технологии, 53 (3): 1039-1047.
4. Koelmans, AA et al. (2015), Морской антропогенный мусор, Bergmann, Gutow, and Klages, Eds., Ed Cham: Springer International Publishing, стр. 325-340.
5. Hüffer, T. et al. (2017), Наука об окружающей среде и технологии, 51 (5): 2499-2507.
6. Triebskorn, R et al. (2019), TrAC-Trends в аналитической химии, 110 375-392.
7. Ter Halle, A. et al. (2017), Наука об окружающей среде и технологии, 51 (23): 13689-13697.
8. Besseling, E et al. (2018), Количественная оценка экологических рисков водных микро- и нанопластов, 49 (1): 32-80.
9. Gigault, J et al. (2016), Наука об окружающей среде: Нано, 3 (2): 346-350.
10. Lambert, S et al.(2013), Наука об окружающей среде, 447 225-234.
11. Koelmans, AA et al. (2016), Наука об окружающей среде и технологии, 50 (7): 3315-3326.
12. Schmidt, C et al. (2018), Наука об окружающей среде и технологии, 52 (2): 927-927.
13. Rillig, MC (2012), Наука об окружающей среде и технологии, 46 (12): 6453-6454.
14. Kay, P et al. (2018), Наука об окружающей среде и исследования загрязнения, 25 (20): 20264-20267.
15. Болдуин, AK et al. (2016), Наука об окружающей среде и технологии, 50 (19): 10377-10385.
16. Talvitie, J et al. (2017), Water Research, 123 401-407.
17. Rummel, CD et al. (2019), Наука об окружающей среде и технологии, 53 (15): 9214-9223.