-
Mikroplastik uwalnia do wody złożone chmury chemikaliów, których skład zmienia się pod wpływem światła słonecznego.
-
Badania wykazują, że różne rodzaje tworzyw sztucznych generują unikalne mieszanki substancji, coraz bardziej aktywne biologicznie wraz z degradacją plastiku.
-
Te niewidzialne smugi chemiczne mogą wpływać na ekosystemy wodne, zaburzać cykle składników odżywczych i oddziaływać z innymi zanieczyszczeniami.
-
Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
Mikroplastik jest już wszędzie – zarówno w przedmiotach codziennego użytku, naszym organizmie czy w środowisku. Jak okazuje się mikroplastik w wodzie uwalnia całe smugi chemikaliów. Są one zaskakująco złożone, często bogatsze i bardziej aktywne biologicznie niż naturalna materia organiczna. Zawierają też dodatki – rozbite fragmenty polimerów oraz utlenione cząsteczki.
Wzięto mikroplastik pod lupę
Jak można przeczytać czasopiśmie New Contaminants, badania dotyczyły czterech powszechnych rodzajów plastiku i porównały uwalniane przez nie substancje chemiczne z naturalnie występującą rozpuszczoną materią organiczną w rzekach. Łącząc modelowanie kinetyczne ze spektroskopią fluorescencyjną, spektrometrią mas o wysokiej rozdzielczości i analizą w podczerwieni, zespół wykazał, że każdy rodzaj plastiku uwalnia swoją unikalną mieszaninę chemiczną. Te zmieniają się wraz ze stopniowym rozkładem powierzchni plastiku przez światło słoneczne.
Mikroplastiki nie tylko zanieczyszczają środowiska wodne w postaci widocznych cząsteczek. Tworzą również niewidoczną chmurę chemiczną, która zmienia się pod wpływem czynników atmosferycznych
Naukowcy twierdzą, że motorem tego procesu jest przede wszystkim światło słoneczne, a cząsteczki uwalniane z tworzyw sztucznych różnią się od tych naturalnie produkowanych w rzekach i glebach.
Jak słońce wpływa na mikroplastik w wodzie
Aby lepiej zrozumieć wpływ światła na rozkład plastiku, naukowcy poddali polietylen, politereftalan etylenu, kwas polimlekowy i polibutylenoadypinian-ko-tereftalan na działanie wody, zarówno w ciemności, jak i w świetle ultrafioletowym, przez 96 godzin. Ekspozycja na światło słoneczne gwałtownie zwiększyła ilość rozpuszczonego węgla organicznego uwalnianego przez testowane plastiki. Tworzywa sztuczne oznaczone jako biodegradowalne, w tym PLA i PBAT, uwolniły największe ilości, co odzwierciedla ich mniej stabilną strukturę chemiczną.
Modelowanie kinetyczne wykazało, że proces uwalniania przebiegał zgodnie z zachowaniem zerowego rzędu. Oznacza to, że szybkość była kontrolowana przez ograniczenia fizyczne i chemiczne na powierzchni tworzywa sztucznego, a nie przez ilość materiału już rozpuszczonego w wodzie. Pod wpływem światła ultrafioletowego naukowcy zidentyfikowali dyfuzję filmu jako główny czynnik spowalniający proces uwalniania.
Szczegółowe analizy chemiczne wykazały, że DOM z MPs zawiera szeroką gamę cząsteczek pochodzących z dodatków do tworzyw sztucznych, monomerów, oligomerów i fragmentów powstałych w wyniku reakcji fotooksydacji. Tworzywa sztuczne o strukturze aromatycznej, takie jak PET i PBAT, generowały szczególnie złożone mieszaniny chemiczne.
W miarę starzenia się tworzyw sztucznych naukowcy zaobserwowali wzrost liczby grup funkcyjnych zawierających tlen. Ta zmiana wskazywała na powstawanie alkoholi, karboksylanów, eterów i karbonyli. Wykryto również dodatki chemiczne, takie jak ftalany, co jest zgodne z ich stosunkowo słabym wiązaniem w tworzywach sztucznych.
Pomiary fluorescencji ujawniły kolejną uderzającą różnicę. Zawartość substancji organicznych w mikroorganizmach (MP) była zbliżona do materii organicznej wytwarzanej przez mikroby, a nie do materii organicznej pochodzącej z roślin lądowych i gleb. Ten wzór silnie kontrastuje z naturalną rozpuszczoną materią organiczną występującą w rzekach. Z czasem równowaga substancji białkowych, ligninowych i taninowych uległa zmianie w zależności od rodzaju plastiku i poziomu nasłonecznienia.
Niewidzialny plastik zagrożeniem dla środowiska
Zmieniające się mieszaniny chemiczne uwalniane przez mikroplastiki mogą wpływać na ekosystemy wodne na wiele sposobów. Mikroplastik DOM składa się w dużej mierze z małych, biologicznie dostępnych cząsteczek, które mogą stymulować lub hamować wzrost mikroorganizmów, zakłócać cykle składników odżywczych lub wchodzić w interakcje z metalami i innymi zanieczyszczeniami. Wcześniejsze badania wykazały, że mikroplastik DOM może wytwarzać reaktywne formy tlenu, wpływać na powstawanie produktów ubocznych dezynfekcji i zmieniać sposób, w jaki zanieczyszczenia wiążą się z cząsteczkami w wodzie.
Nasze odkrycia podkreślają wagę uwzględnienia pełnego cyklu życia mikroplastiku w wodzie, w tym niewidocznych, rozpuszczonych substancji chemicznych, które uwalnia
Ponieważ DOM MP jest chemicznie złożony i stale się zmienia, naukowcy sugerują, że narzędzia sztucznej inteligencji mogłyby pomóc w prognozowaniu zachowania się tych substancji w wodach naturalnych. Takie modele mogłyby usprawnić ocenę ryzyka związanego ze zdrowiem ekosystemów, transportem zanieczyszczeń i obiegiem węgla.