Микропластик адсорбирует оксид цинка из солнцезащитных средств и микрогранулы из скрабов
Новое исследование команды из Diamond Light Source изучает, как отходы микропластика могут взаимодействовать с наноматериалами оксида цинка (ZnO) в пресной и морской воде. Также были протестированы солнцезащитный крем на основе ZnO и отшелушивающий скраб с пластиковыми микрогранулами в аналогичных условиях.
Результаты подтвердили, что смеси Zn-агрегатов/микрополимеров естественным образом выщелачиваются/высвобождаются из коммерческих продуктов. Это выявляет тревожные экологические последствия для рыб и других водных организмов в пищевой цепи, которые могут проглатывать микропластик и одновременно частицы цинка.
Работа под названием "Toward understanding the environmental risks of combined microplastics/nanomaterials exposures: Unveiling ZnO transformations after adsorption onto polystyrene microplastics in environmental solutions" была опубликована в Global Challenges.
Импульс для исследования
В последние десятилетия резко возросло производство искусственных наноматериалов (крошечных частиц, примерно в 1000 раз тоньше человеческого волоса), что неизбежно привело к их попаданию в окружающую среду. Оксид цинка (ZnO) — один из наиболее производимых наноматериалов из-за его полезных свойств для электроники, полупроводников и антибактериальных целей. Параллельно пластиковые отходы повсеместно распадаются на более мелкие части — микропластик (примерно в 100 раз крупнее наноматериалов).
Методология и результаты
Чтобы сделать исследование более релевантным, команда протестировала:
- Солнцезащитный крем с ZnO, который инкубировали в различных модельных растворах неделю, а затем добавляли микропластик на сутки.
- Очищающий скраб с пластиковыми микрогранулами.
Результаты ясно показали, что оксид цинка (как чистый, так и высвобожденный из крема) адсорбируется на микропластике в обоих случаях. Это означает, что подобное может происходить и в реальных реках и океанах.
Ключевые выводы и последствия
- Микропластик может переносить даже более мелкие частицы цинка. В результате рыбы или другие водные организмы, проглатывая микропластик, одновременно поглощают и частицы цинка.
- Используя синхротронное излучение на линии I14 Diamond Light Source, команда обнаружила, что ZnO, адсорбируясь на микропластике, трансформируется в различные цинксодержащие частицы. Некоторые (например, сульфид цинка, Zn-sulfide) образуются быстро, другие (например, фосфат цинка, Zn-phosphate) — медленнее, но более стабильны.
- Необходимо лучше понимать, как искусственный ZnO изменяется в пресной воде и сколько его может адсорбироваться на мелких пластиковых отходах. Это важно для информирования всех — от производителей до регуляторов — о потенциальном вреде для окружающей среды.
- Требуются более совершенные правила обращения с отходами, особенно связанными с микро- и наночастицами. Их долговечность представляет риск для различных организмов и, в конечном итоге, может привести к попаданию в нашу пищу.
Вклад студенческой программы
Ключевой вклад в начало проекта внесла студентка Татьяна Да-Силва Феррейра, участвовавшая в 12-недельной летней стажировке Diamond. Она оптимизировала условия 7-дневной стабилизации наноматериалов и 24-часовой инкубации с микропластиком, улучшила протокол фильтрации и провела предварительный анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии, который и выявил адсорбцию наноматериалов на поверхность пластика.