所有流入海洋的塑料垃圾中,大約98%都下落不明。一項新的研究研究了它在哪裡消失,以及它對海洋生物的影響。
很難誇大人類向海洋傾倒了多少塑料。數以萬億計的塑料碎片沿著亞熱帶環流(旋轉洋流)漂浮成巨大的「垃圾塊」。這些斑塊對海洋生物有著巨大的影響,從最大的哺乳動物到卑微的細菌。
然而,這些巨大的塑料貼片只佔所有進入海洋的塑料的1%到2%。這是一個相當可怕的想法。一個有前途的理論是,陽光碟機動的化學反應會分解這些物質,直到它們失去浮力,或者變得太小而無法被研究人員捕獲。然而,海洋塑料光化學降解的直接實驗證據仍然很少。
塑料在哪裡?
「對於大多數具有光活性的微塑料,如聚苯乙烯和聚丙烯,陽光可以迅速地將這些聚合物從海水中去除。其他不易光降解的微塑料,如聚乙烯,即使留在海面上也可能需要幾十到幾百年才能降解,」研究人員說。
此外,當這些塑料在海上溶解時,它們釋放出生物活性有機化合物,這些有機化合物被測量為總溶解有機碳,這是陽光碟機動塑料光降解的主要副產品
研究人員想驗證這一理論。他們選擇了經常出現在垃圾堆中的聚合物和從北太平洋環流的表層水中收集的塑料碎片,並用太陽能模擬器對它們進行了近兩個月的輻照。
在這段時間裡,研究人員捕捉到了塑料降解的動力學。為了評估降解程度,他們使用光學顯微鏡、電子顯微鏡和傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)技術。
研究人員報告說,總而言之,塑料溶解導致周圍水中碳含量增加,塑料樣品的粒徑減小。輻照塑料碎裂、氧化、顏色改變。總的來說,再生塑料比聚合物降解得更快,例如聚丙烯(例如消費包裝)和聚乙烯(例如塑膠袋、塑料薄膜和容器,包括瓶子),這些聚合物是研究得最多的抗光聚合物。
根據這些發現,研究人員估計,再生塑料在2.7年內趨於完全降解,北太平洋環流中的塑料在2.8年內趨於降解。研究人員估計,聚丙烯、聚乙烯和標準聚乙烯(在食品包裝中有著廣泛的應用)分別在4.3年、33年和高達49年的時間內完全降解。
塑料降解過程中從塑料中滲出的化合物似乎可以廣泛生物降解。雖然與天然海洋溶解有機碳相比,海水中的塑料碳含量較低,但研究人員發現,塑料碳可以抑制微生物活動。研究人員補充說,降解塑料中的碳很容易被海洋細菌利用。
「塑料在海洋光降解過程中釋放生物抑制化合物的潛力可能會影響微生物群落的生產力和結構,對海洋的生物地球化學和生態造成未知的後果,」研究人員說。
「我們研究的四種聚合物中有一種對細菌有負面影響。還需要更多的工作來確定從光降解塑料中釋放生物抑制化合物是常見現象還是罕見現象。」
研究中的樣本包括從再生塑料(如洗髮水瓶和一次性飯盒(聚乙烯、聚丙烯和發泡聚苯乙烯))中提取的消費後微塑料,以及標準聚乙烯。