Nanoplastics Unexpectedly Produce Reactive Oxidizing Species When Exposed To Light

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

پلاستیک ها در همه جا در جامعه ما یافت می شوند و در بسته بندی ها و بطری ها یافت می شوند و همچنین بیش از 18 درصد زباله های جامد در محل های دفن زباله را تشکیل می دهند. بسیاری از این پلاستیک‌ها به اقیانوس‌ها نیز راه پیدا می‌کنند، جایی که صدها سال طول می‌کشد تا به قطعاتی تبدیل شوند که می‌توانند به حیات وحش و اکوسیستم آبی آسیب برسانند.

تیمی از محققان به سرپرستی یانگ شین جون، پروفسور مهندسی انرژی، محیط زیست و شیمی در دانشکده مهندسی مک‌کلوی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، چگونگی تجزیه پلی استایرن، پلاستیک غیرقابل تجزیه زیستی که از آن بادام زمینی، دی‌وی‌دی بسته‌بندی می‌شود، تجزیه و تحلیل کردند. کیف و ظروف یکبار مصرف ساخته می شود. علاوه بر این، آنها دریافتند که ذرات نانوپلاستیک می توانند نقش فعالی در سیستم های محیطی ایفا کنند. به ویژه، هنگامی که در معرض نور قرار می گیرند، نانوپلاستیک های مشتق شده از پلی استایرن به طور غیرمنتظره ای اکسیداسیون آب را تسهیل می کنند. منگنز یون‌ها و تشکیل جامدات اکسید منگنز که می‌تواند بر سرنوشت و انتقال آلاینده‌های آلی در سیستم‌های آب طبیعی و مهندسی تأثیر بگذارد.

این تحقیق که در ACS نانودر 27 دسامبر 2022، نشان داد که چگونه واکنش فتوشیمیایی نانوپلاستیک ها از طریق جذب نور باعث تولید رادیکال های پراکسیل و سوپراکسید می شود. نانوپلاستیک سطح، و شروع اکسیداسیون منگنز به مواد جامد اکسید منگنز است.

جون، سرپرست آزمایشگاه نانوشیمی زیست‌محیطی، گفت: با انباشته شدن زباله‌های پلاستیکی در محیط طبیعی، نگرانی‌ها در مورد اثرات نامطلوب آن افزایش می‌یابد. با این حال، در بیشتر موارد، ما نگران نقش حضور فیزیکی نانوپلاستیک ها بوده ایم تا نقش فعال آنها به عنوان واکنش دهنده. ما متوجه شدیم که چنین ذرات پلاستیکی کوچکی که می‌توانند راحت‌تر با مواد مجاور مانند فلزات سنگین و آلاینده‌های آلی تعامل داشته باشند و می‌توانند بیشتر از آنچه قبلاً فکر می‌کردیم واکنش‌پذیر باشند.»

جون و شاگرد سابقش ژنوی گائو، که در سال 2022 دکترای مهندسی محیط زیست را در WashU گرفت و اکنون دانشجوی فوق دکتری در دانشگاه شیکاگو است، به طور تجربی نشان دادند که گروه‌های عملکردی سطحی مختلف روی نانوپلاستیک‌های پلی استایرن با تأثیرگذاری بر میزان اکسیداسیون منگنز بر نرخ اکسیداسیون منگنز تأثیر می‌گذارند. تولید رادیکال های بسیار واکنش پذیر، رادیکال های پراکسیل و سوپراکسید. تولید این گونه‌های اکسیژن فعال از نانوپلاستیک‌ها می‌تواند حیات دریایی و سلامت انسان را به خطر بیندازد و به طور بالقوه بر تحرک نانوپلاستیک‌ها در محیط زیست تأثیر بگذارد. واکنش های اکسیداسیون، که به نوبه خود ممکن است بر اصلاح محیطی آنها تأثیر منفی بگذارد.

این تیم همچنین با استفاده از ذرات 30 نانومتری، 100 نانومتری و 500 نانومتری به اثرات اندازه نانوپلاستیک‌های پلی استایرن بر اکسیداسیون منگنز پرداختند. دو نانوذره با اندازه بزرگتر نسبت به ذرات کوچکتر برای اکسید شدن منگنز زمان بیشتری نیاز داشتند. در نهایت، نانوپلاستیک‌ها توسط الیاف تازه تشکیل‌شده اکسید منگنز احاطه می‌شوند که می‌تواند آنها را به راحتی انباشته کند و واکنش‌پذیری و انتقال آن‌ها را تغییر دهد.

اندازه ذرات کوچکتر نانوپلاستیک های پلی استایرن ممکن است راحت تر تجزیه و آزاد شود مواد آلی جون گفت: به دلیل مساحت بزرگتر آنها. این ماده آلی محلول ممکن است به سرعت تولید شود گونه های اکسیژن واکنشی در نور و تسهیل اکسیداسیون منگنز.

"این کار تجربی جون گفت، همچنین بینش های مفیدی در مورد هسته زایی و رشد ناهمگن جامدات اکسید منگنز بر روی چنین بسترهای آلی ارائه می دهد که به درک ما از وقوع اکسید منگنز در محیط زیست و سنتز مواد مهندسی شده کمک می کند. «این جامدات منگنز جاذب‌کننده‌های عالی گونه‌های فعال ردوکس هستند فلزات سنگین، بیشتر بر چرخه ردوکس عنصر ژئوشیمیایی، کانی سازی کربن و متابولیسم های بیولوژیکی در طبیعت تأثیر می گذارد.

تیم Jun قصد دارد تجزیه منابع پلاستیکی متنوعی را که می‌توانند نانوپلاستیک‌ها و گونه‌های اکسیدکننده فعال را آزاد کنند و نقش فعال آن‌ها را در اکسیداسیون یون‌های فلزات انتقالی و سنگین در آینده بررسی کنند.

اطلاعات بیشتر: ژنوی گائو و همکاران، نقش اکسیداتیو نانوپلاستیک های مبتنی بر پلی استایرن در القای تشکیل اکسید منگنز تحت نور نور، ACS نانو (2022). DOI: 10.1021 / acsnano.2c05803

اطلاعات مجله: ACS نانو

ارائه شده توسط دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس

.wordads-ad-wrapper { display:none; فونت: معمولی 11 پیکسل Arial, sans-serif; فاصله حروف: 1px; text-decoration: هیچ; عرض: 100%؛ حاشیه: 25 پیکسل خودکار؛ بالشتک: 0; } .wordads-ad-title { margin-bottom: 5px; } .wordads-ad-controls { margin-top: 5px; text-align: right; } .wordads-ad-controls span { cursor: pointer; } .wordads-ad { width: fit-content; حاشیه: 0 خودکار; }