水域のマイクロプラスチックは単なる目に見える汚染物質ではなく、周囲の水に複雑な化学混合物を継続的に漏出しており、このプロセスは太陽光によって加速される。新たな研究により、これらの目に見えないプルームはさまざまなプラスチック由来のものであり、自然有機物とは大きく異なり、生態系に影響を及ぼす可能性があることが明らかになった。この研究はNew Contaminantsに掲載され、この現象についての詳細な洞察を提供している。
研究者らは、河川、湖沼、海洋を漂うマイクロプラスチックが、マイクロプラスチック由来の溶存有機物（MPs DOM）と呼ばれる溶存有機化学物質の目に見えない雲を放出する方法を明らかにした。この漏出は太陽光暴露下で激化し、プラスチックを変質させ、水生生物を変える可能性のある進化する化学シグネチャーの供給源とする。
この研究では、ポリエチレン（PE）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリ乳酸（PLA）、ポリブチレンアジペートコテレフタレート（PBAT）の4つの一般的なプラスチックを検討した。サンプルを暗条件および紫外線条件下で最大96時間水に曝露した。太陽光はすべての種類から溶存有機炭素の放出を急激に増加させ、構造が不安定な生分解性タイプのPLAとPBATが最高量を産生した。
運動学的モデリング、蛍光分光法、高分解能質量分析、赤外分析などの手法を用いて、チームは各プラスチックが独自の添加剤、モノマー、オリゴマー、光酸化フラグメントの混合物を生成することを発見した。PETやPBATのような芳香族構造のプラスチックは特に複雑な混合物を生成した。時間とともに、アルコール、カルボキシレート、エーテル、カルボニルなどの酸素含有基が増加し、フタル酸エステルなどの添加剤も検出された。
「マイクロプラスチックは目に見える粒子として水域を汚染するだけでなく、風化するにつれて変化する目に見えない化学プルームを生み出す」と、Northeast Normal Universityの主任著者Jiunian Guan氏は述べた。「我々の研究は、太陽光がこのプロセスの主な駆動力であり、プラスチックから放出される分子は河川や土壌で自然に生成されるものとは非常に異なることを示している。」
蛍光分析では、MPs DOMは陸由来物質よりも微生物由来有機物により似ており、プラスチック種と光暴露に基づくタンパク質様、リグニン様、タンニン様物質のバランスが変化することが示された。放出は表面要因に制限された零次反応速度論に従い、UV光下では膜拡散が主要な役割を果たす。
これらの化学プルームは、微生物成長の刺激または阻害、栄養循環の乱れ、金属や汚染物質との相互作用、活性酸素種の生成、消毒副生成物の形成に影響を与える可能性によりリスクを伴う。「我々の発見は、水中でのマイクロプラスチックの全ライフサイクルを考慮することの重要性、特に彼らが放出する目に見えない溶存化学物質を強調している」と、共同著者のShiting Liu氏は指摘した。プラスチック生産の増加に伴い、水路への無規制流入がこれらの影響を増幅させる可能性があり、MPs DOMの挙動を予測しリスク評価を支援するための機械学習モデルへの要請が高まっている。
