Күн сәулесі микропластиктің бөлінуіне ықпал етіп, өзендер мен мұхиттарда еріген химиялық заттардың күрделі әрі өзгермелі қоспасын түзеді. Бұл көзге көрінбейтін ластануға әкеледі, ол пластик бөлшектерінен әлдеқайда алысқа таралады. Мұндай химиялық іздер табиғи органикалық қосылыстардан ерекшеленеді және су экожүйелері мен су құрамына байқалмай әсер етуі мүмкін.

Микропластик қалай химиялық заттар бөледі

Ғалымдар микропластик өзендерде, көлдерде және теңіздерде үнемі суға күрделі органикалық қосылыстарды бөліп шығаратынын анықтады. Бұл процесс күн сәулесінің әсерінен күшейеді және уақыт өте жалғасады. Жаңа зерттеулер микропластиктен (MPs DOM) бөлінетін еріген органикалық заттардың табиғи су қоймаларында қалай түзіліп, өзгеретінін молекулалық деңгейде егжей-тегжейлі зерттеуге мүмкіндік берді.

New Contaminants журналында жарияланған зерттеуде төрт кең таралған пластик түрі зерттелді. Ғалымдар осы пластиктерден бөлінетін химиялық заттарды өзендерде кездесетін табиғи органикалық қосылыстармен салыстырды. Кинетикалық модельдеу, флуоресценттік спектроскопия, жоғары дәлдіктегі масс-спектрометрия және инфрақызыл талдау арқылы зерттеушілер әр пластик түрі өзіндік ерекше химиялық қоспа бөлетінін көрсетті. Бұл химиялық «қолтаңбалар» пластик беті күн сәулесінің әсерінен бұзылған сайын өзгереді.

Күн сәулесінің әсері және әртүрлі пластиктердің ерекшеліктері

Эксперименттер барысында полиэтилен, полиэтилентерефталат, полимолочна қышқылы және полибутиленадипат-ко-терефталат сополимерінен жасалған микропластиктер суға қараңғыда да, ультракүлгін сәуледе де 96 сағат бойы әсер етті. Күн сәулесі барлық зерттелген пластиктерден бөлінетін еріген органикалық көміртек мөлшерін айтарлықтай арттырды. Әсіресе, биологиялық ыдырайтын пластиктер (PLA және PBAT) мұндай заттарды белсенді бөлді, бұл олардың химиялық құрылымының тұрақсыздығымен байланысты.

Кинетикалық модельдеу химиялық қосылыстардың бөліну жылдамдығы пластик бетінің физика-химиялық шектеулерімен анықталатынын, ал еріген материалдың мөлшері маңызды емес екенін көрсетті. Ультракүлгін сәуледе негізгі баяулатушы фактор пленка арқылы диффузия болды.

Бөлінетін заттардың химиялық құрамы

Пластиктер қоспа, мономер, олигомер және фотооттектік реакциялар нәтижесінде түзілетін фрагменттерді қамтитын күрделі химиялық қоспаларды бөледі. Ароматты құрылымы бар пластиктер, мысалы PET және PBAT, ерекше күрделі химиялық қоспалар түзеді. Пластик ескірген сайын құрамында оттегі бар функционалдық топтар (спирттер, карбоксилаттар, эфирлер, карбонилдер) көбейеді. Сондай-ақ, пластик құрылымында әлсіз байланысқан химиялық қоспалар, мысалы фталаттар анықталды.

Флуоресценттік өлшеулер MPs DOM-ның қасиеттері жағынан микробтар шығаратын органикалық материалға көбірек ұқсайтынын, ал құрлық пен топырақтан келетін органикадан ерекшеленетінін көрсетті. Бұл сурет өзендердегі табиғи еріген органикалық заттардан айтарлықтай өзгеше. Уақыт өте келе ақуыз, лигнин тәрізді және танин тәрізді заттардың арақатынасы пластик түрі мен күн сәулесінің деңгейіне байланысты өзгерді.

Көзге көрінбейтін ластанудың экологиялық қауіптері

Микропластиктен бөлінетін өзгермелі химиялық қоспалар су экожүйелеріне әртүрлі әсер етуі мүмкін. MPs DOM негізінен ұсақ, биологиялық қолжетімді молекулалардан тұрады, олар микробтардың өсуін ынталандыруы немесе тежеуі, қоректік заттар айналымын бұзуы немесе металдар мен басқа ластағыштармен әрекеттесуі мүмкін. Бұрын MPs DOM белсенді оттегі түрлерінің түзілуіне, дезинфекцияның жанама өнімдерінің пайда болуына және ластағыштардың судағы бөлшектерге бекітілуіне әсер ететіні көрсетілген.

Алынған нәтижелер микропластиктің суда толық өмірлік циклін, оның ішінде бөлінетін көзге көрінбейтін еріген химиялық заттарды ескерудің маңыздылығын көрсетеді. Әлемдік пластик өндірісі өскен сайын мұндай еріген қосылыстардың экологиялық маңызы арта түсуі мүмкін.

Болжам жасау және реттеу перспективалары

MPs DOM химиялық тұрғыдан күрделі және үнемі өзгеріп отыратындықтан, зерттеушілер бұл заттардың табиғи сулардағы мінез-құлқын болжауға машиналық оқыту құралдары көмектесе алады деп санайды. Мұндай модельдер экожүйе денсаулығына, ластағыштардың таралуына және көміртек айналымына төнетін қауіптерді бағалауды жақсарта алады.

Авторлар сондай-ақ микропластик ағыны өзендер мен мұхиттарға айтарлықтай дәрежеде реттелмейтінін атап өтеді. Пластик күн сәулесінің әсерінен үгітіліп, бұзылған сайын MPs DOM бөлінуі тек арта береді. Бұл химиялық заттардың пластик ыдырауының әртүрлі кезеңдерінде қалай өзгеретінін түсіну олардың қоршаған ортаға ұзақ мерзімді әсерін бағалау үшін маңызды.