TY - CONF A1 - Wiesner, Yosri T1 - Metrological Observation of the Stability Performance of Reference Materials for Microplastic Analysis N2 - The formation of microplastic (MP) particles (1-1000 µm) is mostly related to physicochemical degradation processes of macroplastics. Photooxidative damage is often set as the initial degradation process, which leads to embrittlement of the plastics. Mechanical processes then lead to further fragmentation and the formation of MP particles. In the environment, this can be associated with UV exposure through direct radiation from the sun, which leads to radical formation in the polymer systems on the one hand and radical formation of oxygen on the other. The result is material embrittlement usually caused by chain shortening in the polymeric system. Due to specific ecosystem conditions, the damaged polymer is fragmented by erosive, abrasive processes or wave action. According to reference material topic for MP analysis, pristine and artificially weathered polymers are needed. Starting from granulate or macroplastics, these can be pulverised with different techniques, bottled and stored until usage. The bottled powders need to be homogen and stable over a defined time interval regarding to a specific property. This work deals with different polymer types, aged and non-aged. It tries to answer the question under which storage conditions polymers will be stable in particle size. The powders are characterized for chemical composition and shape with FTIR, DSC and SEM. Particle size distribution was measured by laser diffraction with wet and dry dispersion. Artificially pre-aged materials seem to be more vulnerable for further aging and less stable in particle size distribution measurements. T2 - SETAC Dublin– SETAC Europe 33nd Annual Meeting CY - Dublin, Ireland DA - 30.04.2023 KW - Reference material KW - Microplastics KW - Metrological Observation PY - 2023 AN - OPUS4-57475 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Monikh, F. A. A1 - Baun, A. A1 - Hartmann, N. B. A1 - Kortet, R. A1 - Akkanen, J. A1 - Lee, J.-S. A1 - Shi, H. A1 - Lahive, E. A1 - Uurasjärvi, E. A1 - Tufenkji, N. A1 - Altmann, Korinna A1 - Wiesner, Yosri A1 - Grossart, H.-P. A1 - Peijnenburg, W. A1 - Kukkonen, J. V. K. T1 - Exposure protocol for ecotoxicity testing of microplastics and nanoplastics N2 - Despite the increasing concern about the harmful effects of micro- and nanoplastics (MNPs), there are no harmonized guidelines or protocols yet available for MNP ecotoxicity testing. Current ecotoxicity studies often use commercial spherical particles as models for MNPs, but in nature, MNPs occur in variable shapes, sizes and chemical compositions. Moreover, protocols developed for chemicals that dissolve or form stable dispersions are currently used for assessing the ecotoxicity of MNPs. Plastic particles, however, do not dissolve and also show dynamic behavior in the exposure medium, depending on, for example, MNP physicochemical properties and the medium’s conditions such as pH and ionic strength. Here we describe an exposure protocol that considers the particle-specific properties of MNPs and their dynamic behavior in exposure systems. Procedure 1 describes the top-down production of more realistic MNPs as representative of MNPs in nature and particle characterization (e.g., using thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry). Then, we describe exposure system development for short- and long-term toxicity tests for soil (Procedure 2) and aquatic (Procedure 3) organisms. Procedures 2 and 3 explain how to modify existing ecotoxicity guidelines for chemicals to target testing MNPs in selected exposure systems. We show some examples that were used to develop the protocol to test, for example, MNP toxicity in marine rotifers, freshwater mussels, daphnids and earthworms. The present protocol takes between 24 h and 2 months, depending on the test of interest and can be applied by students, academics, environmental risk assessors and industries. KW - Microplastics KW - TED-GC/MS KW - Cryo milling PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1038/s41596-023-00886-9 SN - 1754-2189 SP - 1 EP - 38 PB - Nature Protocols AN - OPUS4-58557 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wiesner, Yosri T1 - MIKROPLASTIK – von der Probenvorbereitung bis zur Analytik N2 - Der Vortrag beschreibt die Herausforderungen bei der Analyse von Mikroplastik inklusive Probennahme, Probenvorbereitung und Detektion. Es werden Ergebnisse aus dem BMBF-Projekt RUSEKU vorgestellt. T2 - LABO-Anwendertag CY - Online meeting DA - 23.11.2021 KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Mikroplastik-Analytik PY - 2021 AN - OPUS4-53829 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Altmann, Korinna A1 - Abusafia, A A1 - Bannick, C-G A1 - Braun, U A1 - Crasselt, Claudia A1 - Dittmar, S A1 - Fuchs, M A1 - Gehde, M A1 - Hagendorf, C A1 - Heller, C A1 - Herper, D A1 - Heymann, S A1 - Kerndorff, A A1 - Knefel, M A1 - Jekel, M A1 - Lelonek, M A1 - Lunkenbein, T A1 - Obermaier, N A1 - Manhart, M A1 - Meurer, Maren A1 - Miclea, P-T A1 - Paul, A A1 - Richter, S A1 - Ricking, M A1 - Rohner, C A1 - Ruhl, A A1 - Sakai, Y A1 - Saravia Arzabe, C A1 - Scheid, C A1 - Schmitt, M A1 - Schnarr, M A1 - Schwertfirm, F A1 - Steinmetz, H A1 - Wander, Lukas A1 - Wiesner, Yosri A1 - Zechmeister, L T1 - RUSEKU - Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt : Abschlussbericht N2 - Im Verbundprojekt RUSEKU wurde die Probenahme von Wasserproben entscheidend weiterentwickelt. Wichtig ist hierbei zu gewährleisten, dass genügend Merkmalsträger in jeder Probe untersucht werden. Es muss daher eine für den Probenahmeort repräsentative Beprobung hinsichtlich des Wasservolumens in Abhängigkeit der Partikelanzahl gewährleistet sein. Das Hauptaugenmerk lag im vorliegenden Projekt auf einer praxisnahen Beprobungsstrategie. Es wurden verschiedene Konzepte ausprobiert. • Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass eine Stichprobe eine Momentaufnahme des MP-Massengehaltes zeigt. Es wird eine hohe Statistik, also eine Vielzahl an Messungen am gleichen Probenahmeort, benötigt, um eine valide Aussage über den MP-Gehalt zu machen. • Es zeigt sich, dass eine integrale Probenahme über mehrere Wochen mit dem SK routinemäßig möglich ist. Die erfassten MP-Massen sind reproduzierbar und robust. • Die DFZ ist für Stichproben geeignet. Partikel < 50 µm werden eventuell unterschätzt • Die fraktionierte Filtration kann für Stich- und Mischproben direkt im Feld genutzt werden. Fraktionen von 10 und 5 µm werden später im Labor Vakuum filtriert. Es erfolgt eine Fraktionierung der Probe mit Siebmaschenweiten von 1000, 500, 100, 50, 10 und 5 µm. • Die fraktionierte Filtration kann auch anschließend an die Beprobung mit dem SK zur Anwendung kommen. Wird die mit dem SK gewonnene Wasserprobe fraktioniert filtriert, kann neben einem MP-Gesamtgehalt auch eine Einschätzung über die Partikelgrößen gewonnen werden. • Für Wässer mit geringen Partikelzahlen wurde ein Messfiltertiegel entwickelt. Dieser hat eine Maschenweite von 6 µm. Seine Anwendung kann mögliche Verluste beim Transferieren vom Probenahmetool zum Messgefäß und mögliche Kontaminationen reduzieren. Die Optimierung der Probenahmestrategie wurde durch Modellversuche und Simulationen unterstützt. Modellversuche zum Sinkverhalten und Simulationen von MP in realen Gewässern verdeutlichten das komplexe Verhalten der Partikel. Es konnte gezeigt werden, dass Partikel ab einer bestimmten Größe (und kleiner) bei genügend starker Turbulenz sich in der Wassersäule unabhängig von ihrer Dichte verhalten und so auch MP mit kleiner Dichte (z.B. PE) in der gesamten Wassersäule zu finden sind. Es konnte mit dem TEM die Existenz von NP gezeigt werden. Ein wesentlicher Aspekt des RUSEKU Projektes war die Beprobung realer Kompartimente. Beprobt wurde neben Oberflächengewässern, das urbane Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern, Waschmaschinenabwasser und Flaschenwasser. • In Oberflächengewässern wurde hauptsächlich PE gefunden. Je nach Probe und Gewässer konnten auch PP, PS, PET, PA, SBR und Acrylate nachgewiesen werden. • Im urbanen Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern konnte an allen Probenahmestandorten MP nachgewiesen werden. Es wurde hauptsächlich PE, neben geringeren Mengen an PP, PS und SBR gefunden. Nach einem Regenereignis war der SBR Anteil deutlich erhöht. • Die Beprobung eines realen Wäschepostens, bestehend aus T-Shirts und Hemden mit PA/CO oder PES/CO Mischgewebe, zeigte einen PA- und PES-Austrag im Waschwasser. Der überwiegende Teil der detektierten Fasern ist aber auf Baumwolle zurückzuführen. Reine gravimetrische Messungen zur Detektion von MP führen zu einer starken Überschätzung. • In Flaschenwasser (PET-Flaschen) konnte MP detektiert werden. PET wurde nur im stillen Mineralwasser, nicht in Mineralwasser mit Kohlensäure gefunden werden. Teilweise wurde auch das MP-Material des Verschlusses im Wasser detektiert. • Für Luftproben konnte ein Aufbau zur größenselektiven Beprobung getestet werden. Neben der Probenahme hat das Projekt auch gezeigt, dass die TED-GC/MS geeignet für die MP-Detektion im Routinebetrieb ist. Die TED-GC/MS konnte weiter optimiert werden. Es wurden MP-Massen bestimmt. Im Projekt wurden erste realitätsnahe Referenzmaterialien für die MP Detektion hergestellt. Die Herstellung von realitätsnahen Polymeren in ausreichender Homogenität und Menge hat sich als große Herausforderung herausgestellt. KW - Mikroplastik KW - Probennahme KW - TED-GC/MS KW - Fraktionierte Filtration KW - Mikroplastikreferenzmaterial PY - 2022 SP - 1 EP - 201 AN - OPUS4-57800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Meier, F. A1 - Drexel, R. A1 - Wiesner, Yosri A1 - Altmann, Korinna A1 - Bartczak, D. A1 - Alasonati, E. T1 - Nano-sized Polypropylene as a Promising Candidate Reference Material: Preparation, Characterization and Stability in Complex Matrices N2 - The lack of nanoplastic (NPs) reference materials capable of mimicking real-world scenarios is currently hampering the development of validated extraction techniques from complex matrices, the development of analytical approaches for robust identification and quantification, and the ability to use environmentally relevant test materials in (eco)toxicity testing and hazard assessment. Here, we present a strategy towards the development of a potential NP reference material based on nano-sized polyproplyene particles (nanoPP) developed within the EURAMET-funded PlasticTrace project (https://plastictrace.eu/). The strategy includes the preparation, the physicochemical characterization and the stability assessment of nanoPP in suspension both in its pristine state, but also when spiked into complex matrices like mineral water and milk. NanoPP was produced reproducibly in a top-down approach by crushing in acetone with an UltraTurrax, filtering and change of solvent to MilliQ water. The prepared nanoPP material was subjected to a comprehensive physicochemical characterization including e.g., DLS, PTA and AF4-MALS for particle size distribution assessment, PTA and SEM for particle number concentration determination, SEM and AFM for shape analysis and pyrolysis GC-MS for chemical identification. Performed studies showed that the prepared nanoPP material is irregularly shaped and highly polydisperse with a particle size of around 180 nm (e.g., Dh,z-ave from DLS) and a particle size distribution from around 15 nm up to 135 nm (radius of gyration Rg from AF4-MALS). Storage stability studies using DLS, PTA and AF4-MALS revealed nanoPP in aqueous suspension to be stable for at least 22 months with respect to particle size distribution and number concentration rendering it a promising NP candidate reference material. However, conducted spiking experiments in mineral water and milk showed a time-dependent agglomeration of nanoPP that needs further investigation. T2 - MICROPLASTICdays CY - Ljubliana, Slovenia DA - 03.02.2026 KW - Nanoplastics KW - Reference materials PY - 2026 AN - OPUS4-65769 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -