المايكروبلاستيك في البيئات المائية ليس مجرد ملوثات مرئية؛ إنه يتسرب باستمرار مزيجًا كيميائيًا معقدًا في الماء المحيط، وهي عملية تتسارع بواسطة ضوء الشمس. تكشف أبحاث جديدة أن هذه السحب غير المرئية، المشتقة من أنواع بلاستيكية متنوعة، تختلف بشكل كبير عن المادة العضوية الطبيعية وقد تؤثر على النظم البيئية. الدراسة، المنشورة في New Contaminants، تقدم رؤى مفصلة حول هذه الظاهرة.
اكتشف الباحثون كيف يصدر المايكروبلاستيك المتعائم في الأنهار والبحيرات والمحيطات سحبًا غير مرئية من المواد الكيميائية العضوية الذائبة، المعروفة باسم المادة العضوية الذائبة المشتقة من المايكروبلاستيك (MPs DOM). يزداد تسرب هذا تحت تأثير التعرض لضوء الشمس، محولاً البلاستيك إلى مصادر لتوقيعات كيميائية تتطور قد تغير الحياة المائية.
فحصت الدراسة أربعة بلاستيكيات شائعة: البولي إيثيلين (PE)، تيريفثالات البولي إيثيلين (PET)، حمض البولي لاكتيك (PLA)، وبولي بوتيلين أديبات كو-تيريفثالات (PBAT). تم تعريض العينات للماء تحت ظروف مظلمة وظروف فوق بنفسجية لمدة تصل إلى 96 ساعة. زاد ضوء الشمس بشكل حاد من إطلاق الكربون العضوي الذائب من جميع الأنواع، مع خيارات القابلة للتحلل الحيوي مثل PLA وPBAT التي أنتجت أعلى الكميات بسبب هياكلها غير المستقرة.
باستخدام تقنيات مثل النمذجة الحركية، وطيفية ال荧ورة، وطيف كتلة عالية الدقة، وتحليل الأشعة تحت الحمراء، وجد الفريق أن كل بلاستيك ينتج مزيجًا فريدًا من الإضافات والمونومرات والأوليغومرات والشظايا المؤكسدة فوتوكيميائيًا. أنتجت البلاستيكيات ذات الهيكل العطري مثل PET وPBAT مزيجًا معقدًا بشكل خاص. مع مرور الوقت، زادت المجموعات الحاوية على الأكسجين مثل الكحولات والكربوكسيلات والإيثرات والكاربونيلات، إلى جانب إضافات قابلة للكشف مثل الفثالات.
"المايكروبلاستيك لا يلوث البيئات المائية فقط كجسيمات مرئية. كما يخلق سحابة كيميائية غير مرئية تتغير مع تآكلها"، قالت المؤلفة الرئيسية جيونيان غوان من جامعة نورث إيست نورمال. "تظهر دراستنا أن ضوء الشمس هو المحرك الرئيسي لهذه العملية، وأن الجزيئات المفرج عنها من البلاستيك مختلفة جدًا عن تلك المنتجة طبيعيًا في الأنهار والتربة."
أشارت تحليلات ال荧ورة إلى أن MPs DOM يقلد المادة العضوية المنتجة ميكروبيًا أكثر من المادة المشتقة من الأرض، مع توازنات متغيرة للمواد الشبيهة بالبروتين واللجنين والتانين بناءً على نوع البلاستيك والتعرض للضوء. يتبع الإطلاق حركيات من الدرجة صفر، محدودة بعوامل السطح، وتحت الضوء فوق البنفسجي، تلعب الانتشار في الغشاء دورًا رئيسيًا.
تشكل هذه السحب الكيميائية مخاطر من خلال تحفيز أو تثبيط نمو الميكروبات، وتعطيل دورات المغذيات، والتفاعل مع المعادن والملوثات، وتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية، وتأثير تشكيل المنتجات الثانوية للتطهير. "تبرز نتائجنا أهمية النظر في دورة حياة المايكروبلاستيك الكاملة في الماء، بما في ذلك الكيماويات الذائبة غير المرئية التي يطلقونها"، لاحظت المؤلفة المشاركة شيتينغ ليو. مع ارتفاع إنتاج البلاستيك، قد يعزز التدفقات غير المنظمة إلى الطرق المائية هذه التأثيرات، مما يدفع لنماذج التعلم الآلي للتنبؤ بسلوك MPs DOM وإعلام تقييمات المخاطر.
