آلودگی نانوپلاستیک‌ها در اکوسیستم‌های آبی/ بررسی پیری پلاستیک و تغییرات ساختاری
به گزارش گروه علم و فناوری شبکه خبری ۲۴، نانوپلاستیک‌ها به عنوان ذرات حاصل از تجزیه زباله‌های پلاستیکی، نقش مهمی در تغییر چرخه‌های زیستی و زیست‌محیطی دارند. مطالعات جدید نشان می‌دهد که این ذرات می‌توانند با تغییر نحوه تجمع مواد آلی طبیعی (NOM)، بر فرآیندهای چرخه کربن و دسترسی مواد مغذی در اکوسیستم‌های آبی تأثیر بگذارند.
تجزیه پلاستیک‌ها؛ از ماکرو تا نانو
از دهه ۱۹۵۰، میلیون‌ها تن زباله پلاستیکی وارد محیط‌های آبی شده‌اند. این زباله‌ها در اثر فرسایش، به ذراتی در مقیاس نانو (کمتر از ۱۰۰ نانومتر) تبدیل شده که تعاملات آن‌ها با ترکیبات محیطی، تغییرات قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن و دانشگاه کشاورزی جنوب چین، با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) و نظریه تابعی چگالی (DFT)، رفتار این ذرات را در اکوسیستم‌های آبی بررسی کردند.
تجمع نانوپلاستیک‌ها
نانوپلاستیک‌های اولیه با برهم‌کنش‌های آب‌گریز به یکدیگر متصل شده و خوشه‌های متراکمی تشکیل می‌دهند.
پلی‌اتیلن (PE) و پلی‌استایرن (PS) تعامل بیشتری با NOM دارند، در حالی که پلی‌وینیل کلراید (PVC) به دلیل ساختار شیمیایی خاص خود، تجمع کمتری نشان می‌دهد.
تأثیر پیری نانوپلاستیک‌ها
قرارگیری در معرض نور و تجزیه زیستی، باعث تغییرات شیمیایی این ذرات شده و تعاملات جدیدی مانند پیوندهای هیدروژنی و اتصالات یونی را به همراه دارد.
یون‌های کلسیم (Ca²⁺) در پایداری تجمع نانوپلاستیک‌ها با مواد آلی طبیعی نقش کلیدی دارند.
افزایش قطبیت مولکولی در اثر پیری
پلی‌اتیلن (PE): از ۳.۱ به ۴۳.۲ کیلوکالری بر مول
پلی‌استایرن (PS): از ۸.۵ به ۵۱.۶ کیلوکالری بر مول
پلی‌وینیل کلراید (PVC): از ۲۲.۲ به ۴۲.۲ کیلوکالری بر مول
اهمیت نتایج و آینده پژوهش‌ها
این پژوهش تأکید می‌کند که برای مدل‌سازی تأثیر نانوپلاستیک‌ها، باید فرآیند پیری آن‌ها در محیط طبیعی نیز لحاظ شود. یافته‌های جدید به بهبود مدل‌های انتقال نانوپلاستیک‌ها، بررسی تأثیرات زیست‌محیطی و شناسایی تهدیدهای احتمالی آن‌ها کمک می‌کند.
پیامدهای زیست‌محیطی و ضرورت اقدامات پیشگیرانه
نانوپلاستیک‌ها می‌توانند چرخه کربن را تغییر داده و دسترسی مواد مغذی برای جانداران آبزی را مختل کنند.
این ذرات با ورود به زنجیره غذایی، اثرات مخرب بر سلامت انسان و اکوسیستم‌ها خواهند داشت.
یافته‌های این مطالعه، اهمیت کاهش تولید پلاستیک، توسعه فناوری‌های بازیافت و سیاست‌گذاری‌های زیست‌محیطی مؤثر را بیش از پیش برجسته می‌کند.
