Новый способ оценить возраст микропластика в верхних слоях океана

Jun 09, 2023

ФУКУОКА, ЯПОНИЯ — Исследователи из Университета Кюсю и корпорации Asahi Kasei разработали новый способ оценки возраста микропластика, обнаруженного в верхних слоях океана. Этот метод включает в себя сочетание анализа уровней окисления пластика с такими факторами окружающей среды, как воздействие ультрафиолета и температура окружающей среды.

Команда применила свой новый метод для оценки возраста микропластика, обнаруженного на прибрежных и морских участках в северной части Тихого океана. Они обнаружили, что возраст микропластика в прибрежных регионах колеблется от нуля до пяти лет, тогда как возраст микропластика из морских регионов варьируется от одного до трех лет.Их выводы были опубликованыв журнале «Бюллетень по загрязнению морской среды».

В морской среде от озер до океанов пластик является наиболее распространенным типом загрязнителей. Когда пластиковые отходы подвергаются воздействию различных элементов, они в конечном итоге разрушаются и фрагментируются. Пластиковые отходы, распавшиеся до длины менее 5 мм, называются «микропластиком».

«Загрязнение микропластиком признано глобальной проблемой. В предыдущем исследовании мы обнаружили, что в мире насчитывается около 24 триллионов зерен микропластика. плавает в поверхностном слое океана», — объясняет профессор Ацухико Исобе из Научно-исследовательского института прикладной механики Университета Кюсю, который руководил исследованием. «Однако мы до сих пор мало знаем о его влиянии на окружающую среду или на живые существа. Еще один большой вопрос, который у нас есть, — как долго микропластик дрейфует по океану».

Чтобы выяснить, насколько старым может быть микропластик, найденный в океане, Исобе и его команда начали с изучения того, какие показатели можно использовать в первую очередь для измерения возраста микропластика.

«Наиболее распространенный материал в пластике называется полиэтиленом. Мы знаем, что, когда полиэтилен взаимодействует с окружающей средой, он окисляется и разлагается», — объясняет Рие Окубо, исследователь из Asahi Kasei Corporation и первый автор исследования. «Уровень разложения можно измерить, используя изменение молекулярной массы материала и так называемый карбонильный индекс. Проще говоря, когда полиэтилен разлагается, его карбонильный индекс увеличивается, а молекулярная масса уменьшается».

Конечно, этого недостаточно. Поскольку микропластик подвергается воздействию элементов, команде также необходимо было стандартизировать, как температура и УФ-излучение влияют на разложение пластика. Сначала команда провела серию экспериментов по воздействию полиэтилена и собрала данные о том, как различные комбинации УФ и температуры влияют на молекулярную массу и карбонильный индекс материала.

Команда обнаружила, что UVER (ультрафиолетовое эритемное излучение, измерение УФ-излучения на уровне земли) и температура морской воды являются двумя крупнейшими факторами, способствующими разложению пластика.

«Как только мы получили эти данные, мы начали применять их к нашим образцам микропластика. Все наши образцы были взяты из верхних слоев океана, на высоте до одного метра от поверхности воды», — продолжает Окубо. «Мы также собрали микропластик в различных районах. Некоторые образцы были собраны недалеко от берега Японии, на расстоянии от 10 до 80 км от побережья. Другие образцы были собраны в море, в центре северной части Тихого океана и Филиппинского моря».

Анализируя собранный микропластик, команда смогла оценить возраст каждого отдельного образца. Они обнаружили, что возраст прибрежного микропластика варьируется от нуля до пяти лет, тогда как возраст морских образцов варьируется от одного до трех лет.

«Мы предполагаем, что причина, по которой размер прибрежного микропластика варьируется от нуля до пяти лет, заключается в том, что его часто выбрасывает на берег и он «выживает» в течение более длительного времени. С другой стороны, морскому микропластику требуется больше времени, чтобы достичь этой части океана, поэтому мы Микропластика старше трех лет не нашел», — объясняет Окубо. «Эти прибрежные микропластики, вероятно, также удаляются из верхних слоев океана, оседая глубже в воде».

Исследователи надеются, что новый метод даст им лучшее понимание того, как микропластик образуется и распространяется в окружающей среде. Эти данные также помогут разработать более точное моделирование для отслеживания микропластика в океане.