Μια ανασκόπηση της βιοδιασπασιμότητας των πλαστικών στον ωκεανό

Τα τελευταία χρόνια, η παγκόσμια ετήσια παραγωγή και χρήση πλαστικών έχει αυξηθεί σημαντικά.Τα περισσότερα πλαστικά είναι δύσκολο να βιοαποδομηθούν γρήγορα και μετατρέπονται σε μεγάλα σωματίδια ή μικροπλαστικά όταν εισέρχονται στον ωκεανόΗ βιοαποδομικότητα των μικροπλαστικών εξαρτάται από τη χημική τους σύνθεση,διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών στον ωκεανό, μικροβιακά είδη και χρόνο επεξεργασίας.
 
Όπως φαίνεται στο σχήμα 1, απαιτούνται αρκετές ημέρες έως μήνες για να βιοαποδομηθούν τα μικροπλαστικά σε βάθος 40 μέτρων, μήνες έως χρόνια για τα μικροπλαστικά σε βάθος 40-200 μέτρων,και αιώνες για μικροπλαστικά βαθύτεραΠαράγοντες όπως η περιεκτικότητα σε οξυγόνο, η θερμοκρασία, ο φωσφόρος και το άζωτο είναι σημαντικοί περιοριστικοί παράγοντες για την ανάπτυξη μικροβίων και τη βιοαποδομή των θαλάσσιων μικροπλαστικών.Τα μικροπλαστικά μπορεί να αλλάξουν τη μικροοικολογική ισορροπία στον ωκεανό, όπου μόνο ένα μικρό μέρος του ενεργού αζώτου, συμπεριλαμβανομένου του διαλυμένου οργανικού αζώτου, της αμμωνίας και του νιτρικού, μπορεί να καταναλωθεί από τους μικροοργανισμούς.Η ευρεία συναίνεση είναι ότι η περιεκτικότητα σε άζωτο είναι σχετικά χαμηλή βραχυπρόθεσμα., και η προσαρμοστικότητα των μικροαλγών σε περιβάλλοντα με φτωχή θρεπτική ουσία τους έχει κάνει τα κυρίαρχα είδη στον ωκεανό για τρία δισεκατομμύρια χρόνια.Μια μελέτη έχει διαπιστώσει ότι τα μπλε-πράσινα φύκια στα μικροπλαστικά είναι πιο άφθονα από τα βακτήρια στο περιβάλλον του θαλάσσιου περιβάλλοντος.

Σχήμα 1 Κατανομή μικροπλαστικών στον ωκεανό - Από το αρχικό κείμενο
Η Εθνική Διοίκηση Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA), η Αμερικανική Εταιρεία Δοκιμών και Υλικών (ASTM),και ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) έχουν κυκλοφορήσει μεθόδους ανάλυσης τεχνητών υλικώνΤα πρότυπα ASTM και ISO έχουν επίσης αναπτύξει μεθόδους προσδιορισμού της αναπνοής για την αξιολόγηση της βιοαποικοδόμησης σε θαλάσσια περιβάλλοντα.Υπό αερόβες συνθήκες, η ελάχιστη απαίτηση για βιοδιασπώμενα δείγματα πλαστικού σε διοξείδιο του άνθρακα είναι 60% έως 70%, με διάρκεια που κυμαίνεται από 3 μήνες (ASTM D6691-09), 6 μήνες (ASTM D7473-12) και 24 μήνες (ISO 18830).,ISO 19679, ASTM D7991-15).
 
Λόγω της περιορισμένης ποσότητας αζώτου που απαιτούν τα βακτήρια στο θαλάσσιο νερό, ο εκτιμώμενος ρυθμός βιοδιασπώσεως με τη μέθοδο ASTM μπορεί να είναι 6000 φορές υψηλότερος από τον πραγματικό ρυθμό στον ωκεανό.Το εύρος χρόνου βιοδιασπώσεως που χρησιμοποιείται στις δοκιμές μπορεί επίσης να υπερεκτιμάταιΩς εκ τούτου, σε πρακτικές καταστάσεις, ο ρυθμός βιοδιασπώσεως των μικροπλαστικών στο θαλάσσιο περιβάλλον μπορεί να είναι χαμηλότερος από τον εκτιμώμενο.
 
Επιπλέον, τα μικροπλαστικά έχουν σημαντική επίδραση στα θαλάσσια οικοσυστήματα.Παροχή άνθρακα και θρεπτικών ουσιών για το σχηματισμό βιοφίλμ στα θαλάσσια περιβάλλονταΣήμερα, τα μικροπλαστικά έχουν βρεθεί σε όλους τους ωκεανούς, και μέσα στην ίδια περιοχή νερού,οι μικροοργανισμοί στις μικροπλαστικές ίνες διαφέρουν σημαντικά από τους μικροοργανισμούς σε εναιώρηση στα γύρω σωματίδια ή στο νερόΕπομένως, πρέπει να δημιουργήσουμε μοντέλα για το οργανικό φορτίο και τη διαθεσιμότητα αζώτου, ώστε να αποφευχθεί η διαταραχή της υφιστάμενης θαλάσσιας μικροοικολογικής ισορροπίας και η εξέλιξή της προς δυσμενή κατεύθυνση.
 
βασικά συμπεράσματα
Μετά τη μείωση της περιεκτικότητας σε άζωτο, τα φύκια μπορεί να παραμείνουν η κύρια ομάδα, η οποία μπορεί να έχει δυσμενείς επιπτώσεις στην θαλάσσια τροφική αλυσίδα.Είναι αναγκαίο να βελτιωθούν οι μέθοδοι δοκιμών για τη βιοαποδομή και το μοντέλο της διαθεσιμότητας οργανικού φορτίου και αζώτου για μελλοντικές έρευνες.