Tutkimus osoittaa, että ultraviolettisäteily muuttaa mikromuovit yhdisteiksi, jotka voivat muuttaa mikrobeja, epäpuhtauksia ja hiilen kiertoa.
Sisältö
Mikromuovisaaste ei enää rajoitu näkyviin tai mikroskooppisiin hiukkasiin, jotka kelluvat joissa, järvissä ja merissä. Ajan myötä ja auringonvalon vaikutuksesta nämä hiukkaset vapauttavat kemiallisia yhdisteitä, jotka liukenevat veteen muodostaen uudenlaista saastetta, joka voi vaikuttaa vesiekosysteemeihin.
Tähän johtopäätökseen on tullut New Contaminants -lehdessä julkaistu tutkimus, jossa varoitetaan, että mikromuovi ”vaikuttaa ekosysteemeihin paitsi hiukkasten muodossa myös liuenneiden kemikaalien muodossa” .
Mikromuovia esiintyy nykyään yleisesti pintavesissä ympäri maailmaa, jossa sen pitoisuus voi olla jopa tuhansia hiukkasia litrassa. Pitkäaikaisessa altistuksessa vedelle ja auringon säteilylle nämä materiaalit vapauttavat liuenneita orgaanisia yhdisteitä, jotka tunnetaan nimellä mikromuovi-liuennut orgaaninen aines (MFOS). Voimakkaasti saastuneissa vesistöissä tämä fraktio voi muodostaa jopa 10 % liuenneesta orgaanisesta hiilestä pintamikrokalvossa.
Toisin kuin luonnollinen orgaaninen aines (POV), joka muodostuu kasveista ja maaperästä, mikromuovien liuennut orgaaninen aines (RPOV-ROV) on antropogeenista alkuperää ja rikastettu pienimolekyylisillä, erittäin reaktiivisilla yhdisteillä . Huolimatta sen kasvavasta esiintymisestä, suurin osa tutkimuksista keskittyy vain alku- tai lopputilaan, ilman analyysia tämän materiaalin muodostumisen ja muuntumisen dynaamisista prosesseista.
Mikromuovi testattavana pimeässä ja UV-säteilyn vaikutuksesta.
Tutkijaryhmä, jota johti Junyan Guan Koillis-Kiinan pedagogisesta yliopistosta, vertasi systemaattisesti neljän tyypillisen mikroplastin – polyeteenistä (PE), polyeteenitereftalaatti (PET), polymliehapon (PLA) ja PBAT – ja orgaanisten aineiden vapauttaman aineen pitoisuuksia sekä pimeässä että ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta.
Kontrolloiduissa kokeissa tutkijat mittasivat liuenneen orgaanisen hiilen vapautumista ajan kuluessa ja sovelsivat kineettisiä malleja rajoittavien vaiheiden määrittämiseksi. Pimeässä liuenneen hiilen pitoisuus kasvoi tasaisesti molemmissa tapauksissa, mutta orgaaninen aine vapautti huomattavasti enemmän hiiltä kuin mikromuovi. Biohajoava muovi vapautti kuitenkin enemmän hiiltä kuin tavallinen muovi.
Analyysit osoittivat, että hiilen vapautuminen orgaanisesta aineesta tapahtuu nopeammin, kun taas mikromuovissa tämä prosessi rajoittuu diffuusioon hiukkasten sisällä. UV-säteilyn vaikutuksesta tilanne muuttui jyrkästi: hiilen vapautuminen kiihtyi merkittävästi, erityisesti biohajoavassa mikromuovissa, ja vahvistettiin, että auringonvalo on ”määrittävä tekijä mikromuovin ja orgaanisen aineen muodostumisessa” .
Veden biogeokemiaan vaikuttava kemiallinen aine.
Spektroskooppinen analyysi osoitti, että valon vaikutus edistää monomeerien, oligomeerien ja lisäaineiden vapautumista polymeereistä , mukaan lukien ftalaatit, sekä happea sisältävien funktionaalisten ryhmien muodostumista fotokemiallisten reaktioiden kautta. Lisäksi liuenneen orgaanisen aineen kemiallinen koostumus mikropartikkeleissa muuttuu ajan myötä, siirtyen lisäaineiden vallitsevuudesta proteiinien kaltaisten komponenttien ja pienimolekyylisten huma-aineiden esiintymiseen.
Sen sijaan orgaaninen aine pysyy pääasiassa maaperässä ja suhteellisen vakaana. Erittäin korkean resoluution analyysit vahvistivat polymeereille ominaiset molekyylireitit, korostaen mikroplastista muodostuvan hiilen ainutlaatuista ja dynaamista luonnetta auringonvalossa olevissa vesijärjestelmissä.
Saadut tulokset ylittävät pelkkän uuden hiililähteen lisäämisen. Tutkimuksen mukaan MPs-DOM ”ei ole pelkkä lisähiililähde, vaan kemiallisesti aktiivinen aine, joka voi muuttaa vesiekosysteemien biogeokemiaa”. Sen alhainen molekyylipaino ja hapettunut luonne takaavat korkean biologisen saatavuuden, kyvyn stimuloida tai estää mikro-organismien kasvua, muuttaa ravintoketjuja, sitoa metalleja, vaikuttaa epäpuhtauksien käyttäytymiseen ja osallistua veden puhdistamiseen liittyviin prosesseihin.
Auringonvalon vaikutuksesta tämä materiaali voi myös tuottaa aktiivisia happimuotoja, mikä vaikuttaa lisäksi epäpuhtauksien hajoamiseen ja nanopartikkelien muodostumiseen, laajentaen epäpuhtauksien vaikutusalueen ympäristöön, ja nyt se ei ole vain näkyvissä, vaan myös liuennut.
