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98%的塑料进入海洋每年都失踪 - 这是可能的罪魁祸首

时间:2022-03-12 08:25:10 来源:

塑料光溶解和塑料溶解有机碳(DOC)生物降解的示意图。

海上散发出千分之一的塑料碎片,这导致大的“垃圾贴片”形成旋转洋流,称为亚热带旋转。因此,对海洋生活的影响正在增加和影响大型哺乳动物对海洋食品网底部细菌的生物。尽管海上塑料积累了这一巨大的积累,但它只占了到海洋的1%至2%的塑料碎片投入。这种缺失的塑料的命运及其对海洋生物的影响仍然很大程度上是未知数。

似乎阳光驱动的光电反应可能是海上浮标塑料的重要汇。阳光也可能在减少塑料的作用,以低于海洋研究捕获的塑料。这一理论可以部分解释每年进入海洋的98%以上的塑料。然而,直接的,海洋塑料的光化学降解的实验证据仍然罕见。

来自佛罗里达大西洋大学海港分店的科学家团队,华东师范大学和东北大学进行了独特的研究,帮助阐明了海上缺少塑料碎片的神秘面纱。他们的作品提供了关于删除机制和选择少数微薄塑料的潜在寿命的新颖洞察力。

对于研究的研究,在危险材料杂志中发表的研究人员在海面上普遍发现塑料聚合物,并使用太阳模拟器系统照射它们。在模拟阳光下照射样品约两个月以捕获塑料溶解的动力学。二十四小时相当于亚热带海洋景观地表水域光化学曝光的一个太阳日。评估这些塑料的物理和化学光降解,研究人员使用光学显微镜,电子显微镜和傅立叶变换红外(FT-IR)光谱。

结果表明,模拟阳光增加了水中溶解碳的量,使那些微小的塑料颗粒变细。它还破碎,氧化并改变辐照聚合物的颜色。去除率取决于聚合物化学。工程化聚合物溶液(再循环塑料)比聚丙烯(例如消费者包装)和聚乙烯(例如塑料袋,塑料薄膜和包括瓶子)的聚乙烯(例如塑料袋)降解,这是研究的最具光学抗性聚合物。

基于塑料质量损失的线性外推,工程化聚合物溶液(2.7岁)和北太平洋圆顶(2.8岁)样品具有最短的寿命,其次是聚丙烯(4.3岁),聚乙烯(33岁)和标准聚乙烯( 49年),用于板条箱,托盘,牛奶和果汁瓶,以及用于食品包装的帽。

“对于诸如膨胀的聚苯乙烯和聚丙烯的最具光致反应性微塑料,阳光可能会从海水中快速除去这些聚合物。其他,较低的可光降解的微塑料如聚乙烯,可能需要数十年来降解海面,“Shiye Zhao,Ph.,博士,高级作者以及在Tracy Mincer实验室工作,博士,福安港分公司和哈拉特威尔克斯荣誉学院的生物学/生物地球化学助理教授。“另外,由于这些塑料溶解在海上,它们释放生物活性有机化合物,其被测量为总溶解的有机碳,这是阳光驱动的塑料光降解的主要副产品。”

赵和合作者还检查了塑料衍生的溶解有机碳的生物性在海洋微生物上。与天然生物生物海洋溶解的有机碳相比,这些溶解的有机物似乎是广泛的可生物降解和滴在海洋中。然而,这些有机物中的一些或它们的共渗滤液可能抑制微生物活性。释放的溶解有机碳作为大多数塑料光降解的次塑料被海洋细菌容易使用。

“塑料在海洋的光降解期间释放生物抑制化合物的可能性会影响微生物群落的生产力和结构,对海洋生物化学和生态的后果不明,”赵说。“我们研究中的四种聚合物之一对细菌产生了负面影响。需要更多的工作来确定来自光降解塑料的生物抑制化合物是否是常见或罕见的现象。“

该研究中的样品包括来自再生塑料的消费后微薄,如洗发水瓶和一次性午餐盒(聚乙烯,聚丙烯和膨胀的聚苯乙烯)以及标准聚乙烯,以及从北太平洋的表面水收集的塑料片段吉尔。随机选择总共480型清洁的各聚合物类型,称重并延伸成两组。

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参考:“浮力微塑料的光化学溶解溶解有机碳:利率和微生物影响“由李新寨,石岩赵,泰国B. Bittar,Aron Stubbins和Daoji Lie,2019年8月26日,危险物资杂志.DOI:
10.1016 / J.Jhazmat.2019.121065

该研究的共同作者是LIXIN卓,博士。学生和领导作者,华东师范大学; Thais B. Bittar,Ph.D;和东北大学的博士,博士学位;和Daoji Li,Ph.D.,华东师范大学。

中国国家科学基金会[2010621]是中国国家科学基金会[2010621],中国国家科学基金会[42676190,41806137,41676190)以及中国奖学金委员会的研究生奖学金以及来自中国奖学金的研究生奖[201506140016]。


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