크기가 1µm-5mm인 고형의 합성수지로 정의되는 미세플라스틱은 전세계 어느 곳에서나 발견되고 있으며, 해양생물에 미치는 영향에 대한 연구들도 실험실 독성 실험을 통해서 지속적으로 보고되고 있다. 하지만 아직까지 크기 300 m 이하의 미세플라스틱을 채취하고 분석하는 방법은 체계화 되지 않았으며, 특히 이들 미세플라스틱의 오염 현황과 특성 및 공간 분포가 표면정체막(sea surface microlayer)과 수층에서는 연구된 바가 없다. 아울러 다양한 플라스틱의 자외선 노출 기간과 물리적 마찰에 의한 ...
크기가 1µm-5mm인 고형의 합성수지로 정의되는 미세플라스틱은 전세계 어느 곳에서나 발견되고 있으며, 해양생물에 미치는 영향에 대한 연구들도 실험실 독성 실험을 통해서 지속적으로 보고되고 있다. 하지만 아직까지 크기 300 m 이하의 미세플라스틱을 채취하고 분석하는 방법은 체계화 되지 않았으며, 특히 이들 미세플라스틱의 오염 현황과 특성 및 공간 분포가 표면정체막(sea surface microlayer)과 수층에서는 연구된 바가 없다. 아울러 다양한 플라스틱의 자외선 노출 기간과 물리적 마찰에 의한 2차 미세플라스틱 생성 과정에 대해서는 연구 결과가 부재한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 첫째, 여러 미세플라스틱 시료 채취 방법과 분석법을 비교하고, 둘째, 표면정체막 및 수층에서 미세플라스틱의 풍도(abundance), 공간적 분포, 크기 분포, 폴리머 성분을 분석하여 우리나라 연안의 미세플라스틱 오염을 평가하며, 셋째, 실험실 환경에서 해안 환경의 풍화를 모사하여 플라스틱의 조각화 정도를 파악함으로써 실제 환경에서 풍화로 인해 생성되는 미세플라스틱의 풍도 및 크기 분포를 파악하고자 하였다. 미세플라스틱 시료채취 방법이 검출 결과에 미치는 영향을 비교 분석하기위해 4가지의 다른 시료채취 방법[표면정체막(sea surface microlayer; 0.75µm pore size), 총표층수(bulk sample; 0.75µm pore size), 휴대용 채집망(50µm mesh), 만타트롤 채집망(330 µm mesh)], 으로 2012년 5월에 거제 동부연안에서 해수 표층수를 채집하였다. 그 결과 미세플라스틱의 형태와 풍도는 채집 방법에 따라 달라지는 것을 확인하였다. 미세플라스틱의 풍도는 표면정체막 > 휴대용채집망 > 총 표층수 > 만타트롤채집망 순으로, 페인트 입자의 풍도는 표면정체막 > 총 표층수 > 휴대용채집망 > 만타트롤채집망 순으로 높은 값을 보였다. 여러나라에서 보고된 미세플라스틱의 풍도는 지역과 상관없이 미세플라스틱 채집에 사용된 망목의 크기와 반비례하였다. 이는 미세플라스틱을 채집할 때 망목의 크기가 클수록 미세플라스틱의 풍도가 과소평가 될 수 있음을 의미한다. 따라서 해수에서 미세플라스틱의 오염을 평가하는데 있어 적절한 미세플라스틱 채취방법을 선택하는 것이 중요하다. 미세플라스틱 분석 과정 중 최종 식별단계에서 전통적 방법인 현미경을 사용하는 방법과 적외선분광기(FTIR)를 이용한 방법을 표면정체막과 모래 해안의 시료(<1mm)를 이용하여 비교 분석하였다. 적외선분광기를 이용하여 여과지 상의 미세플라스틱을 전수조사 하는 것이 천연 미세섬유(fiber)를 미세플라스틱으로 오인할 확률을 통계적으로 유의하게(p< 0.05) 낮추었고, 300µm 이하의 작고 색이 없는 파편형(fragment) 미세플라스틱의 식별률을 유의하게(p< 0.05) 높였다. 따라서 적외선분광기를 이용한 미세플라스틱 전수조사를 추천하지만, 시료의 양이 많을 경우, 분석 시간을 고려하여 현미경으로 식별 후 대표적인 시료 일부를 반드시 적외선분광기로 확인할 것을 권장한다. 또한 오염 및 방해물질의 제어가 가능한 실험실 실험에서 미세플라스틱을 쉽고 빠르게 구분할 수 있는 방법으로 Nile Red 염색법을 개발하였으며, 현장 분석에 보조 식별수단으로 사용가능함을 확인하였다. 표면정체막에서 미세플라스틱의 시공간적 분포를 알아보기 위해 2012년 5월과 7월 거제동부연안 및 2013년 6월 진해만에서 표면정체막의 해수를 채취하였다. 그 결과 진해만에서 페인트 입자를 제외한 플라스틱의 풍도는 88±68 particles/L로 거제동부연안(16±14 particles/L)보다 유의하게 높은 반면 페인트 입자의 경우 진해만에서 94±68 particles/L로 거제동부연안(195±114 particles/L)보다 유의하게 낮게 관찰되었다. 그리고 거제동부연안에서 시기적 차이에 의한 미세플라스틱의 분포 특성은 보이지 않았다. 페인트 입자의 조성은 알키드(alkyd)와 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastic)으로 배에서 기원한 고분자 화합물임을 최초로 밝혔으며, 선박 페인트가 해수에서 미세플라스틱의 오염원이 될 수 있음을 시사한다. 2016년 7월-8월, 2017년 7월-8월에 우리나라 6곳의 반 폐쇄성만과 2곳의 인근연안에서 미세플라스틱의 수평 및 수직적 분포를 조사하였다. 그 결과 총 41개의 정점에서 평균 871 particles/m3의 미세플라스틱이 관찰되었으며, 특별관리해역 또는 인구 밀집 지역에서(> 인구 200,000명; 1,051 particles/m3) 환경보전해역 또는 인구 희박 지역(< 인구 200,000명; 560 particles/m3)보다 통계적으로 유의하게(p< 0.05) 높은 값을 보였다. 표층에서의 미세플라스틱이 중층과 저층보다 통계적으로 유의하게(p < 0.05) 약 4배정도 높게 나타났지만 중층과 저층에서도 10-2,000 particles/m3 의 미세플라스틱이 존재하였다. 파편형 미세플라스틱의 평균 크기는 197µm, 미세섬유의 평균 크기는 752µm로 관찰되었다. 미세플라스틱의 조성은 깊이에 따라, 플라스틱 크기에 따라 약간 다르게 나타났지만, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 입자의 밀도와 크기에 상관없이 표층부터 중층 및 저층까지 우점하였다. 중층과 저층에서의 미세플라스틱의 실제 풍도는 물리적 혼합을 기초로 한 모델의 예측 치보다 더 높게 나타났다. 이는 미세플라스틱의 수직 이동에 물리적 영향 이외에 생물학적 요인이 존재함을 보여주는 간접적인 증거이다. 자연환경 중에서 자외선과 물리적 풍화에 의해 생성되는 미세플라스틱의 조각화 과정을 이해하고자 실험실 환경에서 해안환경을 모사하여 12개월의 자외선 노출과 2개월의 물리적 풍화로 가속풍화실험을 수행하였다. 가속풍화실험에는 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포스티렌이 사용되었다. 물리적 영향만 주었을 때 가장 적게 조각화가 이루어졌으며 저밀도 폴리에틸렌은 8.7±2.5 particles/pellet, 폴리프로필렌은 10.7±0.7 particles/pellet의 입자가 관찰되었다. 자외선 노출이 증가함에 따라 증가하는 조각화의 비율은 폴리에틸렌보다 폴리프로필렌이 크다는 것을 확인하였다. 12개월 자외선 풍화와 2개월 물리적 풍화 후 생성된 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 입자는 각각 6,084±1,061 particles/pellet와 20±8.3 particles/pellet로 나타났다. 발포스티렌은 물리적 풍화만으로도 많은 양의 입자를(4,220±33 particles/pellet) 생성하였고, 6개월 자외선 풍화와 2개월 물리적 풍화 후 생성된 입자는 12,152±3,276 particles/pellet였다. 풍화로 인해 생성된 입자는 그 크기가 작아질수록 풍도는 증가함을 확인하였고, 풍화 후 생성된 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포스티렌 입자 풍도를 크기로 정규화 하였을 때(size-normalized) 자외선 노출 및 물리적 풍화 후 생성된 입자의 크기에 따른 풍도는 예측 가능하였다. 실험실 환경의 결과를 실제 환경에 적용해 보았을 때, 20±8.3 particles/pellet(PE), 6,084±1,061 particles/pellet(PP), 10,501±1,718 particles/pellet (EPS)의 입자가 생성되는데 최소 4.2년 이상이 소요될 것으로 보여진다.
크기가 1µm-5mm인 고형의 합성수지로 정의되는 미세플라스틱은 전세계 어느 곳에서나 발견되고 있으며, 해양생물에 미치는 영향에 대한 연구들도 실험실 독성 실험을 통해서 지속적으로 보고되고 있다. 하지만 아직까지 크기 300 m 이하의 미세플라스틱을 채취하고 분석하는 방법은 체계화 되지 않았으며, 특히 이들 미세플라스틱의 오염 현황과 특성 및 공간 분포가 표면정체막(sea surface microlayer)과 수층에서는 연구된 바가 없다. 아울러 다양한 플라스틱의 자외선 노출 기간과 물리적 마찰에 의한 2차 미세플라스틱 생성 과정에 대해서는 연구 결과가 부재한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 첫째, 여러 미세플라스틱 시료 채취 방법과 분석법을 비교하고, 둘째, 표면정체막 및 수층에서 미세플라스틱의 풍도(abundance), 공간적 분포, 크기 분포, 폴리머 성분을 분석하여 우리나라 연안의 미세플라스틱 오염을 평가하며, 셋째, 실험실 환경에서 해안 환경의 풍화를 모사하여 플라스틱의 조각화 정도를 파악함으로써 실제 환경에서 풍화로 인해 생성되는 미세플라스틱의 풍도 및 크기 분포를 파악하고자 하였다. 미세플라스틱 시료채취 방법이 검출 결과에 미치는 영향을 비교 분석하기위해 4가지의 다른 시료채취 방법[표면정체막(sea surface microlayer; 0.75µm pore size), 총표층수(bulk sample; 0.75µm pore size), 휴대용 채집망(50µm mesh), 만타트롤 채집망(330 µm mesh)], 으로 2012년 5월에 거제 동부연안에서 해수 표층수를 채집하였다. 그 결과 미세플라스틱의 형태와 풍도는 채집 방법에 따라 달라지는 것을 확인하였다. 미세플라스틱의 풍도는 표면정체막 > 휴대용채집망 > 총 표층수 > 만타트롤채집망 순으로, 페인트 입자의 풍도는 표면정체막 > 총 표층수 > 휴대용채집망 > 만타트롤채집망 순으로 높은 값을 보였다. 여러나라에서 보고된 미세플라스틱의 풍도는 지역과 상관없이 미세플라스틱 채집에 사용된 망목의 크기와 반비례하였다. 이는 미세플라스틱을 채집할 때 망목의 크기가 클수록 미세플라스틱의 풍도가 과소평가 될 수 있음을 의미한다. 따라서 해수에서 미세플라스틱의 오염을 평가하는데 있어 적절한 미세플라스틱 채취방법을 선택하는 것이 중요하다. 미세플라스틱 분석 과정 중 최종 식별단계에서 전통적 방법인 현미경을 사용하는 방법과 적외선분광기(FTIR)를 이용한 방법을 표면정체막과 모래 해안의 시료(<1mm)를 이용하여 비교 분석하였다. 적외선분광기를 이용하여 여과지 상의 미세플라스틱을 전수조사 하는 것이 천연 미세섬유(fiber)를 미세플라스틱으로 오인할 확률을 통계적으로 유의하게(p< 0.05) 낮추었고, 300µm 이하의 작고 색이 없는 파편형(fragment) 미세플라스틱의 식별률을 유의하게(p< 0.05) 높였다. 따라서 적외선분광기를 이용한 미세플라스틱 전수조사를 추천하지만, 시료의 양이 많을 경우, 분석 시간을 고려하여 현미경으로 식별 후 대표적인 시료 일부를 반드시 적외선분광기로 확인할 것을 권장한다. 또한 오염 및 방해물질의 제어가 가능한 실험실 실험에서 미세플라스틱을 쉽고 빠르게 구분할 수 있는 방법으로 Nile Red 염색법을 개발하였으며, 현장 분석에 보조 식별수단으로 사용가능함을 확인하였다. 표면정체막에서 미세플라스틱의 시공간적 분포를 알아보기 위해 2012년 5월과 7월 거제동부연안 및 2013년 6월 진해만에서 표면정체막의 해수를 채취하였다. 그 결과 진해만에서 페인트 입자를 제외한 플라스틱의 풍도는 88±68 particles/L로 거제동부연안(16±14 particles/L)보다 유의하게 높은 반면 페인트 입자의 경우 진해만에서 94±68 particles/L로 거제동부연안(195±114 particles/L)보다 유의하게 낮게 관찰되었다. 그리고 거제동부연안에서 시기적 차이에 의한 미세플라스틱의 분포 특성은 보이지 않았다. 페인트 입자의 조성은 알키드(alkyd)와 섬유강화플라스틱(fiber reinforced plastic)으로 배에서 기원한 고분자 화합물임을 최초로 밝혔으며, 선박 페인트가 해수에서 미세플라스틱의 오염원이 될 수 있음을 시사한다. 2016년 7월-8월, 2017년 7월-8월에 우리나라 6곳의 반 폐쇄성만과 2곳의 인근연안에서 미세플라스틱의 수평 및 수직적 분포를 조사하였다. 그 결과 총 41개의 정점에서 평균 871 particles/m3의 미세플라스틱이 관찰되었으며, 특별관리해역 또는 인구 밀집 지역에서(> 인구 200,000명; 1,051 particles/m3) 환경보전해역 또는 인구 희박 지역(< 인구 200,000명; 560 particles/m3)보다 통계적으로 유의하게(p< 0.05) 높은 값을 보였다. 표층에서의 미세플라스틱이 중층과 저층보다 통계적으로 유의하게(p < 0.05) 약 4배정도 높게 나타났지만 중층과 저층에서도 10-2,000 particles/m3 의 미세플라스틱이 존재하였다. 파편형 미세플라스틱의 평균 크기는 197µm, 미세섬유의 평균 크기는 752µm로 관찰되었다. 미세플라스틱의 조성은 깊이에 따라, 플라스틱 크기에 따라 약간 다르게 나타났지만, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌은 입자의 밀도와 크기에 상관없이 표층부터 중층 및 저층까지 우점하였다. 중층과 저층에서의 미세플라스틱의 실제 풍도는 물리적 혼합을 기초로 한 모델의 예측 치보다 더 높게 나타났다. 이는 미세플라스틱의 수직 이동에 물리적 영향 이외에 생물학적 요인이 존재함을 보여주는 간접적인 증거이다. 자연환경 중에서 자외선과 물리적 풍화에 의해 생성되는 미세플라스틱의 조각화 과정을 이해하고자 실험실 환경에서 해안환경을 모사하여 12개월의 자외선 노출과 2개월의 물리적 풍화로 가속풍화실험을 수행하였다. 가속풍화실험에는 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포스티렌이 사용되었다. 물리적 영향만 주었을 때 가장 적게 조각화가 이루어졌으며 저밀도 폴리에틸렌은 8.7±2.5 particles/pellet, 폴리프로필렌은 10.7±0.7 particles/pellet의 입자가 관찰되었다. 자외선 노출이 증가함에 따라 증가하는 조각화의 비율은 폴리에틸렌보다 폴리프로필렌이 크다는 것을 확인하였다. 12개월 자외선 풍화와 2개월 물리적 풍화 후 생성된 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 입자는 각각 6,084±1,061 particles/pellet와 20±8.3 particles/pellet로 나타났다. 발포스티렌은 물리적 풍화만으로도 많은 양의 입자를(4,220±33 particles/pellet) 생성하였고, 6개월 자외선 풍화와 2개월 물리적 풍화 후 생성된 입자는 12,152±3,276 particles/pellet였다. 풍화로 인해 생성된 입자는 그 크기가 작아질수록 풍도는 증가함을 확인하였고, 풍화 후 생성된 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 발포스티렌 입자 풍도를 크기로 정규화 하였을 때(size-normalized) 자외선 노출 및 물리적 풍화 후 생성된 입자의 크기에 따른 풍도는 예측 가능하였다. 실험실 환경의 결과를 실제 환경에 적용해 보았을 때, 20±8.3 particles/pellet(PE), 6,084±1,061 particles/pellet(PP), 10,501±1,718 particles/pellet (EPS)의 입자가 생성되는데 최소 4.2년 이상이 소요될 것으로 보여진다.
Microplastics which are defined as solid synthetic polymers in size range of 1 μm - 5 mm have been found in all around world, and their adverse biological effects on marine organisms have been reported in laboratory bioassays. There are, however, still limitations of sampling and analytical methods ...
Microplastics which are defined as solid synthetic polymers in size range of 1 μm - 5 mm have been found in all around world, and their adverse biological effects on marine organisms have been reported in laboratory bioassays. There are, however, still limitations of sampling and analytical methods for microplastics less than 300 m in size, and their contamination status, characteristics and spatial distribution are not well addressed yet in sea surface microlayer (SML) and water column. In addition, production of secondary microplastics by ultraviolet (UV) exposure duration and subsequent mechanical abrasion of different polymer types are not evaluated yet. The overall aims of this study are comparison of sampling and identification methods for microplastic analysis, evaluation of the status of microplastic contamination including its abundance, spatial distribution, size distribution and polymer composition in the coastal water of Republic of Korea, and fragmentation of plastics by simulating the beach environment in the laboratory to evaluate fragmentation process of plastics by UV exposure and mechanical abrasion. To compare the abundance of microplastics according to different sampling methods such as sea surface microlayer (SML; 0.75 μm pore size), bulk surface water filtering (0.75 μm pore size), a portable hand net (50 μm mesh) and a Manta trawl net (330 μm mesh), the seawater samples were collected in the near- and offshore environment of Geoje Island in May 2012. The shape and abundance of microplastics were different according to the sampling methods. The mean abundance of microplastics were in the order of SML water > hand net > bulk water > Manta trawl net, and the mean abundance of paint particles were in the order of SML water > bulk water > hand net > Manta trawl net. The reported abundances of microplastics in the world increased by decreasing mesh size used for sample collection regardless of study regions. It indicates that the microplastic abundance is highly affected by sampling methods especially the lower cut-off size, and large mesh size (300 μm) sampling underestimates microplastic abundance by missing the smaller microplastic than the mesh size, which accounts for large portion in the size distribution. Therefore, selecting a suitable sampling method is crucial for evaluating microplastic pollution in surface water monitoring. Stereomicroscope and Fourier transform infrared spectroscope (FTIR) identification methods for small microplastics (< 1 mm) were compared by analyzing the same samples from SML and beach sand. Using FTIR spectroscopy, was significantly (p<0.05) reduced the false positive identification rate of natural fibers, whereas it significantly increased the detection rate of small sized (< 300 μm) and colorless fragmented microplastic particles. Thus, the analysis of all the particles on a filter paper using FTIR spectroscopy is strongly recommended, but depending on the number of samples and the microplastic size range of interest, at least the combined methods of microscope and spectroscope identification should be determined. And the applicability of Nile Red, a fluorescent dye, was tested. It was straightforward and quick for identifying and quantifying polymer particles in the laboratory controlled samples. The abundance of non-paint plastics and paint particles in SML from Jinhae Bay in June 2013 and eastern coast of Geoje in May and July 2012 was investigated. Non-paint plastics was significantly (p < 0.05) higher in Jinhae bay (88±68 particles/L) than off the east coast of Geoje (16±14 particles/L), whereas the paint particles were significantly (p 20 µm at the surface and in the water column was investigated from six semi-enclosed bays and two nearshore areas of South Korea in July and August of 2016 and 2017. The average microplastic abundance of 41 stations at all sampling depths was 871 particles/m3, and the microplastic abundance near urban areas (1,051 particles/m3) was significantly (p<0.05) higher than that near rural areas (560 particles/m3). Although the average microplastic abundances in the midcolumn (423 particles/m3) and bottom water (394 particles/m3) were approximately 4 times lower than that of surface water (1,736 particles/m3), microplastics prevailed throughout the water column in the concentration range of 10−2,000 particles/m3. The average sizes of fragment and fiber type microplastics were 197 and 752 μm, respectively. Although the polymer composition differed by depth depending on the particle size and density, polypropylene and polyethylene predominated throughout the water column regardless of their low density and particle size. Finally, the middle and bottom water samples contained higher abundances of microplastics than predicted by a model based on physical mixing, indicating that biological interactions also influence the downward movement of low-density microplastics. Accelerated weathering experiments were performed in the laboratory, with ultraviolet (UV) exposure for up to 12 months followed by mechanical abrasion (MA) with sand for 2 months. Fragmentation of low-density polyethylene (PE), polypropylene (PP), and expanded polystyrene (EPS) was evaluated under conditions that simulated a beach environment. PE and PP were minimally fragmented by MA without photooxidation by UV (8.7±2.5 and 10.7±0.7 particles/pellet, respectively). The rate of fragmentation by UV exposure duration increased more for PP than PE. A 12-month UV exposure and 2-month MA of PP and PE produced 6,084 ± 1,061 and 20±8.3 particles/pellet, respectively. EPS pellets were susceptible to MA alone (4,220±33 particles/pellet), while the combination of 6 months of UV exposure followed by 2 months of MA produced 12,152 ± 3,276 particles/pellet. The number of fragmented polymer particles produced by UV exposure and mechanical abrasion increased with decreasing size in all polymer types. The size-normalized abundance of the fragmented PE, PP, and EPS particles according to particle size after UV exposure and MA was predictable. It requires more than 4.2 yr in a real beach environment to produce 20±8.3 (PE), 6,084 ± 1,061 (PP) and 10,501 ± 1,718 (EPS) particles/pellet by converting the UV exposure time of the chamber into the equivalent time in Geoje.
Microplastics which are defined as solid synthetic polymers in size range of 1 μm - 5 mm have been found in all around world, and their adverse biological effects on marine organisms have been reported in laboratory bioassays. There are, however, still limitations of sampling and analytical methods for microplastics less than 300 m in size, and their contamination status, characteristics and spatial distribution are not well addressed yet in sea surface microlayer (SML) and water column. In addition, production of secondary microplastics by ultraviolet (UV) exposure duration and subsequent mechanical abrasion of different polymer types are not evaluated yet. The overall aims of this study are comparison of sampling and identification methods for microplastic analysis, evaluation of the status of microplastic contamination including its abundance, spatial distribution, size distribution and polymer composition in the coastal water of Republic of Korea, and fragmentation of plastics by simulating the beach environment in the laboratory to evaluate fragmentation process of plastics by UV exposure and mechanical abrasion. To compare the abundance of microplastics according to different sampling methods such as sea surface microlayer (SML; 0.75 μm pore size), bulk surface water filtering (0.75 μm pore size), a portable hand net (50 μm mesh) and a Manta trawl net (330 μm mesh), the seawater samples were collected in the near- and offshore environment of Geoje Island in May 2012. The shape and abundance of microplastics were different according to the sampling methods. The mean abundance of microplastics were in the order of SML water > hand net > bulk water > Manta trawl net, and the mean abundance of paint particles were in the order of SML water > bulk water > hand net > Manta trawl net. The reported abundances of microplastics in the world increased by decreasing mesh size used for sample collection regardless of study regions. It indicates that the microplastic abundance is highly affected by sampling methods especially the lower cut-off size, and large mesh size (300 μm) sampling underestimates microplastic abundance by missing the smaller microplastic than the mesh size, which accounts for large portion in the size distribution. Therefore, selecting a suitable sampling method is crucial for evaluating microplastic pollution in surface water monitoring. Stereomicroscope and Fourier transform infrared spectroscope (FTIR) identification methods for small microplastics (< 1 mm) were compared by analyzing the same samples from SML and beach sand. Using FTIR spectroscopy, was significantly (p<0.05) reduced the false positive identification rate of natural fibers, whereas it significantly increased the detection rate of small sized (< 300 μm) and colorless fragmented microplastic particles. Thus, the analysis of all the particles on a filter paper using FTIR spectroscopy is strongly recommended, but depending on the number of samples and the microplastic size range of interest, at least the combined methods of microscope and spectroscope identification should be determined. And the applicability of Nile Red, a fluorescent dye, was tested. It was straightforward and quick for identifying and quantifying polymer particles in the laboratory controlled samples. The abundance of non-paint plastics and paint particles in SML from Jinhae Bay in June 2013 and eastern coast of Geoje in May and July 2012 was investigated. Non-paint plastics was significantly (p < 0.05) higher in Jinhae bay (88±68 particles/L) than off the east coast of Geoje (16±14 particles/L), whereas the paint particles were significantly (p 20 µm at the surface and in the water column was investigated from six semi-enclosed bays and two nearshore areas of South Korea in July and August of 2016 and 2017. The average microplastic abundance of 41 stations at all sampling depths was 871 particles/m3, and the microplastic abundance near urban areas (1,051 particles/m3) was significantly (p<0.05) higher than that near rural areas (560 particles/m3). Although the average microplastic abundances in the midcolumn (423 particles/m3) and bottom water (394 particles/m3) were approximately 4 times lower than that of surface water (1,736 particles/m3), microplastics prevailed throughout the water column in the concentration range of 10−2,000 particles/m3. The average sizes of fragment and fiber type microplastics were 197 and 752 μm, respectively. Although the polymer composition differed by depth depending on the particle size and density, polypropylene and polyethylene predominated throughout the water column regardless of their low density and particle size. Finally, the middle and bottom water samples contained higher abundances of microplastics than predicted by a model based on physical mixing, indicating that biological interactions also influence the downward movement of low-density microplastics. Accelerated weathering experiments were performed in the laboratory, with ultraviolet (UV) exposure for up to 12 months followed by mechanical abrasion (MA) with sand for 2 months. Fragmentation of low-density polyethylene (PE), polypropylene (PP), and expanded polystyrene (EPS) was evaluated under conditions that simulated a beach environment. PE and PP were minimally fragmented by MA without photooxidation by UV (8.7±2.5 and 10.7±0.7 particles/pellet, respectively). The rate of fragmentation by UV exposure duration increased more for PP than PE. A 12-month UV exposure and 2-month MA of PP and PE produced 6,084 ± 1,061 and 20±8.3 particles/pellet, respectively. EPS pellets were susceptible to MA alone (4,220±33 particles/pellet), while the combination of 6 months of UV exposure followed by 2 months of MA produced 12,152 ± 3,276 particles/pellet. The number of fragmented polymer particles produced by UV exposure and mechanical abrasion increased with decreasing size in all polymer types. The size-normalized abundance of the fragmented PE, PP, and EPS particles according to particle size after UV exposure and MA was predictable. It requires more than 4.2 yr in a real beach environment to produce 20±8.3 (PE), 6,084 ± 1,061 (PP) and 10,501 ± 1,718 (EPS) particles/pellet by converting the UV exposure time of the chamber into the equivalent time in Geoje.
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