Mikroplaster i vattenmiljöer är inte bara synliga föroreningar; de läcker kontinuerligt komplexa kemiska blandningar i omgivande vatten, en process som påskyndas av solljus. Ny forskning visar att dessa osynliga plums, härledda från olika plasttyper, skiljer sig markant från naturlig organisk materia och kan påverka ekosystem. Studien, publicerad i New Contaminants, ger detaljerade insikter i detta fenomen.
Forskare har upptäckt hur mikroplaster som driver i floder, sjöar och hav avger osynliga moln av upplösta organiska kemikalier, kända som mikroplast-derived upplöst organiskt material (MPs DOM). Denna läckage intensifieras vid exponering för solljus, och förvandlar plaster till källor till evoluerande kemiska signaturer som kan förändra vattenlevande liv.
Studien undersökte fyra vanliga plaster: polyeten (PE), polyetentereftalat (PET), polylaktidsyra (PLA) och polybutylenadipatko-tereftalat (PBAT). Prov exponerades för vatten under mörka och ultravioletta förhållanden i upp till 96 timmar. Solljus ökade skarpt frisättningen av upplöst organiskt kol från alla typer, med biologiskt nedbrytbara alternativ som PLA och PBAT som gav högsta mängderna på grund av deras instabila strukturer.
Med tekniker som kinetisk modellering, fluorescensspektroskopi, högupplöst masspektrometri och infraröd analys fann teamet att varje plast producerar en unik blandning av tillsatser, monomerer, oligomerer och fotooxiderade fragment. Aromstrukturplaster som PET och PBAT genererade särskilt intrikata blandningar. Över tid ökade syrehaltiga grupper som alkohol, karboxylater, etrar och karbonyler, tillsammans med detekterbara tillsatser som ftalater.
"Mikroplaster förorenar inte bara vattenmiljöer som synliga partiklar. De skapar också en osynlig kemisk plume som förändras när de vittrar", sade huvudförfattaren Jiunian Guan vid Northeast Normal University. "Vår studie visar att solljus är den primära drivkraften i denna process, och att molekylerna som frisätts från plaster är mycket olika från de som produceras naturligt i floder och jordar."
Fluorescensanalys indikerade att MPs DOM efterliknar mikrobiellt producerat organiskt material mer än landberikat material, med skiftande balanser av proteinliknande, ligninliknande och tanninliknande ämnen baserat på plasttyp och ljusexponering. Frisättningen följer nollordningskinetik, begränsad av yt-faktorer, och under UV-ljus spelar film-diffusion en nyckelroll.
Dessa kemiska plums utgör risker genom att potentiellt stimulera eller hämma mikrobiell tillväxt, störa näringscykler, interagera med metaller och föroreningar, generera reaktiva syreradikaler och påverka bildandet av desinfektionsbiprodukter. "Våra fynd understryker vikten av att beakta mikroplasters fulla livscykel i vatten, inklusive de osynliga upplösta kemikalierna de frisätter", noterade medförfattaren Shiting Liu. När plastproduktionen ökar kan oreglerade flöden till vattendrag förstärka dessa effekter, vilket leder till krav på maskininlärningsmodeller för att förutsäga MPs DOM-beteende och informera riskbedömningar.
