مروری بر زیست تخریب پذیری پلاستیک ها در اقیانوس ها

در سال های اخیر، تولید و استفاده سالانه پلاستیک در سطح جهان به طور قابل توجهی افزایش یافته است.بیشتر پلاستیک ها به سرعت تجزیه می شوند و وقتی وارد اقیانوس می شوند به ذرات بزرگ یا میکروپلاستیک تبدیل می شوند، که می تواند توسط ارگانیسم های دریایی مصرف شود یا درگیر شود و تهدیدی برای اکوسیستم دریایی باشد. قابلیت تجزیه زیستی میکروپلاستیک ها به ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد.در دسترس بودن مواد مغذی در اقیانوس، گونه های میکروبی و زمان پردازش.
 
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، برای میکروپلاستیک در عمق 40 متر چندین روز تا ماه طول می کشد تا از نظر زیست تجزیه شود، ماه ها تا سال ها برای میکروپلاستیک در محدوده 40-200 متر،و قرن ها برای میکروپلاستیک عمیق ترعوامل مانند محتوای اکسیژن، درجه حرارت، فسفر و نیتروژن عوامل مهم محدود کننده رشد میکروبی و تجزیه زیستی میکروپلاستیک دریایی هستند.میکروپلاستیک می تواند تعادل میکرو اکولوژیکی در اقیانوس را تغییر دهد، که تنها بخش کوچکی از نیتروژن فعال، از جمله نیتروژن آلی محلول، آمونیاک و نیترات، می تواند توسط میکروارگانیسم ها جذب شود.اجماع گسترده ای وجود دارد که محتوای نیتروژن در کوتاه مدت نسبتا کم است.، و سازگاری میکروالگ ها با محیط های فقیر مواد مغذی باعث شده که آنها گونه های غالب در اقیانوس برای سه میلیارد سال باشند.یک مطالعه نشان داده است که جلبک های آبی سبز روی ذرات میکروپلاستیک بیشتر از باکتری ها در محیط زیست دریایی اطراف هستند.

نمودار 1 تخریب میکروپلاستیک در اقیانوس - از متن اصلی
اداره ملی اقیانوس و جو (NOAA) ، انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) ،و سازمان بین المللی استاندارد سازی (ISO) روش هایی را برای تجزیه و تحلیل مواد مصنوعی منتشر کرده اندهمچنین استانداردهای ASTM و ISO روش های تعیین نفس را برای ارزیابی قابلیت تجزیه زیستی در محیط های دریایی توسعه داده اند.در شرایط هوازی، حداقل نیاز برای نمونه های پلاستیکی برای تجزیه زیست به دی اکسید کربن 60٪ تا 70٪ است، با مدت زمان 3 ماه (ASTM D6691-09) ، 6 ماه (ASTM D7473-12) و 24 ماه (ISO 18830),ISO 19679، ASTM D7991-15).
 
با توجه به مقدار محدودی از نیتروژن مورد نیاز باکتری ها در آب دریا، نرخ تجزیه زیستی برآورد شده با استفاده از روش ASTM ممکن است 6000 برابر بالاتر از نرخ واقعی در اقیانوس باشد.محدوده زمان تجزیه زیستی مورد استفاده در آزمایش نیز ممکن است بیش از حد تخمین زده شودبنابراین، در شرایط عملی، میزان تجزیه بیولوژیکی میکروپلاستیک در محیط های دریایی ممکن است کمتر از برآورد باشد.
 
علاوه بر این، میکروپلاستیک ها تأثیر قابل توجهی بر اکوسیستم های دریایی دارند. میکروپلاستیک ها یک سطح بزرگ را فراهم می کنند و به سرعت توسط مواد غیر ارگانیک و ارگانیک پوشانده می شوند.تامین کربن و مواد مغذی برای تشکیل بیوفلیم در محیط های دریاییدر حال حاضر، میکروپلاستیک در تمام اقیانوس ها یافت شده است، و در یک منطقه آب،میکروارگانیسم های روی فیبر های میکروپلاستیک از میکروارگانیسم های معلق روی ذرات اطراف یا در آب به طور قابل توجهی متفاوت هستند.بنابراین، ما باید بار ارگانیک و در دسترس بودن نیتروژن را مدل سازی کنیم تا از اختلال تعادل میکرو اکولوژیک دریایی موجود جلوگیری کنیم و به سمت نامطلوب پیشرفت کنیم.
 
یافته های کلیدی
پس از کاهش محتوای نیتروژن، جلبک ممکن است هنوز هم گروه اصلی باشد، که ممکن است اثرات منفی بر زنجیره غذایی دریایی داشته باشد.لازم است روش های آزمایش برای تجزیه زیستی و مدل سازی در دسترس بودن بار آلی و نیتروژن در تحقیقات آینده بهبود یابد..