Дослідники розробили новий метод, який використовує фільтруючі морські види для збору нанопластику з океанської води. Це було зроблено в рамках зусиль декількох організацій, очолюваних Національним інститутом стандартів і технологій (NIST) і Об’єднаним дослідницьким центром Європейської комісії (JRC).
Пластмаса часто потрапляє в океан, зачіпаючи не тільки морське життя і навколишнє середовище, але також загрожуючи безпеці харчових продуктів і здоров’ю людини. Багато з цих пластиків розпадаються на мікроскопічні розміри, що ускладнює їх кількісне визначення і вимірювання вченими. Дослідники називають ці неймовірно маленькі фрагменти нанопластиком і мікропластиком, тому що вони не видно неозброєним оком.
Пластмаси складаються з синтетичних матеріалів, відомих як полімери, які зазвичай виробляються з нафти та інших викопних видів палива. Щорічно виробляється більше 300 мільйонів тонн пластику, з яких 8 мільйонів тонн потрапляють в океан. Найбільш поширеними видами пластмас, що зустрічаються в морському середовищі, є поліетилен і поліпропілен. Поліетилен низької щільності зазвичай використовується в пластикових пакетах для продуктів або в кільцях з шести упаковок для банок з газованою водою. Поліпропілен зазвичай використовується в багаторазових харчових контейнерах або кришках для пляшок.
«Сонячне світло та інші хімічні й механічні процеси змушують ці пластикові об’єкти ставати все меншими та меншими. Згодом вони змінюють свою форму і, можливо, навіть їх хімічний склад », – дослідник NIST Вінс Хакл
Хоча офіційного визначення цих більш дрібних нанопластиків немає, дослідники зазвичай описують їх як штучні продукти, які навколишнє середовище розбиває на мікроскопічні частини. Зазвичай вони розміром в одну мільйонну метра (один мікрометр або мікрон) або менше. Ці крихітні пластмасові вироби представляють собою безліч потенційних небезпек для навколишнього середовища і харчового ланцюга.
«У міру того, як пластикові матеріали розкладаються і стають меншими, вони споживаються рибами або іншими морськими організмами, такими як молюски. Цим шляхом вони потрапляють в харчову систему, а потім і в нас. Це велика проблема”, – говорить дослідник NIST Вінс Хакл
За допомогою у вимірі нанопластику дослідники звернулися до групи морських видів, відомих як покривники, які обробляють великі обсяги води через своє тіло, щоб отримати їжу і кисень, а також, але ненавмисно, нанопластик. Що робить покривників настільки корисними для цього проєкту, так це те, що вони можуть ковтати нанопластик, не впливаючи на їх форму або розмір.
Для свого дослідження дослідники вибрали вид покривників, відомий як C. robusta, тому що вони мають гарну ефективність утримання мікро- і наночастинок. Покривники піддавалися впливу різних концентрацій полістиролу, універсального пластику, у вигляді нанорозмірних частинок. Потім покривників збирали, а потім піддавали хімічному травленню, в результаті якого нанопластик відділялися від організмів. Однак на цьому етапі деякі залишкові органічні сполуки, переварені оболонкою, все ще змішувалися з нанопластиками, що, можливо, заважало очищенню та аналізу пластмас.
Тому дослідники використовували додаткову техніку ізоляції, звану фракціонуванням потоку з асиметричним потоком (AF4), щоб відокремити нанопластик від небажаного матеріалу. Відокремлені або фракціоновані нанопластики потім можна було зібрати для подальшого аналізу.
«Це одна з найбільших проблем в цій галузі: можливість знайти ці нанопластики, ізолювати і відокремити їх від навколишнього середовища, в якому вони існують», – говорить дослідник Європейської комісії Андреа Вальсезіа
Потім зразки нанопластику поміщали на спеціально сконструйований чіп, сконструйований так, щоб нанопластики утворювали кластери, що полегшувало їх виявлення і підрахунок в зразку. Нарешті, дослідники використовували раман-спектроскопію, неінвазивну лазерну техніку, щоб охарактеризувати і ідентифікувати хімічну структуру нанопластику.
Такий підхід може прокласти шлях до використання покривників в якості біологічних індикаторів здоров’я екосистеми. Вчені могли б проаналізувати оболонку в певному місці, щоб вивчити нанопластичне забруднення в цій області.
Натхнення: hightech.fm