Российские учёные впервые провели прямой анализ полимеров, распавшихся под воздействием морской воды
Ежегодно в мире производится 400 млн тонн пластика, и эта цифра постоянно растёт. Его опасность для морской экосистемы увеличивают различные добавки: стойкие органические загрязнители, остатки катализаторов, растворителей для полимеризации или адсорбированные токсичные металлы. Под воздействием воды пластик распадается на частицы — так образуется микропластик. Одно из направлений ученых со всего мира — это оценка того, как микропластик влияет на живые организмы. Но чтобы это выяснить, важно отслеживать процесс распада полимерных материалов. Именно этим занимаются ученые лаборатории геохимии углерода им. Э.М. Галимова подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН.
В своем новом исследовании они впервые провели прямой анализ полимерного материала, распавшегося под воздействием морской воды. Эти данные могут использовать ученые для оценки того, как частицы микропластика могут нанести вред живым организмам.
Ученые сконцентрировали внимание на различных типах пластика — биоразлагаемые, «небиологические» и естественно состаренные (собранные на берегу Средиземного моря). Наибольшие изменения изотопного состава происходят для биоразлагаемых пластмасс. Чаще всего из них делают одноразовую посуду, мешки для мусора, косметические спонжи, упаковку для продуктов.
Во время исследования они изучали явление адсорбции — накопление молекулярных частиц на пластике и выявили несколько общих тенденций. Первое — некоторые пластиковые материалы содержат значительное количество металлов еще до того, как они вступят в реакцию с морской водой. Второе — пластики имеют тенденцию накапливать металлы при взаимодействии с морской водой, при этом пластиковые полимеры растительного происхождения, например полимеры кукурузного и картофельного крахмала, сои, целлюлозы, проявляют большее сродство к металлам. Адсорбированные токсичные металлы могут вымываться в морскую воду и потребляться морскими организмами, что вызывает болезни, мутации и гибель морских существ.
«В исследовании мы использовали метод изотопной масс-спектрометрии легких элементов, который позволил оценить степень деградации пластиков с течением времени нахождения в морской воде. Частицы микропластика выделяли при помощи ультрафильтрации. Сорбцию металлов на поверхности пластиков измеряли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Основным элементом новизны настоящего исследования по отношению к опубликованным исследованиям является прямой анализ полимерного материала, распавшегося при воздействии морской воды», — сказала старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода имени Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН Ольга Кузнецова.
Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России. Результаты опубликованы в одном из ведущих международных журналов.
Рисунок 1. Изменения изотопного состава углерода в течение трех месяцев нахождения в морской воде при одновременном воздействии ультрафиолетового излучения.
рисунок: Минобрнауки России (minobrnauki.gov.ru)
