การทบทวนความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพของพลาสติกในมหาสมุทร

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การผลิตและการใช้พลาสติกของโลกเพิ่มขึ้นอย่างมากพลาสติกส่วนใหญ่ยากที่จะแยกแยกทางชีวภาพอย่างรวดเร็ว และจะเปลี่ยนเป็นอนุภาคขนาดใหญ่หรือพลาสติกเล็กน้อยเมื่อมันเข้าสู่มหาสมุทร, ซึ่งสามารถถูกกลืนหรือติดกับสิ่งมีชีวิตในทะเล ซึ่งเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางทะเล ความสามารถในการละลายทางชีวภาพของพลาสติกจิ๋วขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของพวกเขาการมีสารอาหารในมหาสมุทร, สัตว์จุลินทรีย์ และเวลาในการแปรรูป
 
อย่างที่แสดงในรูปที่ 1 ใช้เวลาหลายวัน ถึงหลายเดือนสําหรับไมโครพลาสติกในความลึก 40 เมตร เพื่อบีโอเดเกรด หลายเดือน ถึงหลายปีสําหรับไมโครพลาสติกในช่วง 40-200 เมตรและหลายศตวรรษสําหรับพลาสติกจิ๋วที่ลึกกว่าปัจจัย เช่น ปริมาณออกซิเจน อุณหภูมิ ฟอสฟอรัส และไนโตรเจน เป็นปัจจัยจํากัดที่สําคัญสําหรับการเติบโตของจุลินทรีย์และการละลายทางชีวภาพของจุลินทรีย์ในทะเลไมโครพลาสติก อาจเปลี่ยนแปลงความสมดุลของสิ่งแวดล้อมในทะเลในกรณีที่เพียงส่วนเล็กของไนโตรเจนที่มีประสิทธิภาพ รวมถึงไนโตรเจนอินทรีย์ละลาย, แอมโมเนียค, และไนโตรเทน สามารถรับประทานโดยจุลินทรีย์ได้มีความเห็นร่วมกันอย่างกว้างขวางว่าสารไนโตรเจนในระยะสั้นค่อนข้างต่ําและความสามารถในการปรับตัวของไมโครอัลเก้ กับสภาพแวดล้อมที่ขาดสารอาหาร ทําให้พวกมันเป็นสายพันธุ์ที่ก้าวหน้าในมหาสมุทรมา 3 พันล้านปีการศึกษาหนึ่งพบว่า แอลเก้สีเขียวฟ้าบนอนุภาคพลาสติกเล็กๆ มีจํานวนมากกว่าแบคทีเรียในสภาพแวดล้อมทะเลรอบๆ.

ภาพที่ 1 การทําลายของไมโครพลาสติกในมหาสมุทร - จากข้อความเดิม
สํานักงานอุณหภูมิและมหาสมุทรแห่งชาติ (NOAA) สมาคมการทดสอบและวัสดุของอเมริกัน (ASTM)และองค์กรมาตรฐานนานาชาติ (ISO) ได้ปล่อยวิธีการวิเคราะห์วัสดุประดิษฐ์สถานะมาตรฐาน ASTM และ ISO ยังได้พัฒนาวิธีการกําหนดลมหายใจเพื่อการประเมินความสามารถในการละลายทางชีวภาพในสภาพแวดล้อมทะเลในสภาพแอโรบิก, ความต้องการขั้นต่ําสําหรับตัวอย่างพลาสติกที่จะแยกออกเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คือ 60% ถึง 70% โดยระยะเวลาระหว่าง 3 เดือน (ASTM D6691-09), 6 เดือน (ASTM D7473-12) และ 24 เดือน (ISO 18830),ISO 19679, ASTM D7991-15)
 
เนื่องจากปริมาณไนโตรเจนที่แบคทีเรียต้องการในน้ําทะเลที่จํากัด, อัตราการละลายทางชีวภาพที่ประมาณโดยใช้วิธี ASTM อาจสูงกว่าอัตราจริงในมหาสมุทรถึง 6000 เท่าระยะเวลาการละลายทางชีวภาพที่ใช้ในการทดสอบอาจถูกประเมินเกินดังนั้นในสถานการณ์จริง อัตราการละลายทางชีวภาพของพลาสติกจิ๋วในสภาพแวดล้อมทะเลอาจต่ํากว่าที่ประเมิน
 
นอกจากนี้ ไมโครพลาสติกยังมีผลกระทบที่สําคัญต่อระบบนิเวศทางทะเล ไมโครพลาสติกมีพื้นที่พื้นผิวที่ใหญ่มาก และถูกครอบคลุมโดยเร็วโดยวัสดุไม่อินทรีย์และอินทรีย์การจัดหาคาร์บอนและสารอาหารสําหรับการสร้างบิโอฟิล์มในสภาพแวดล้อมทะเลปัจจุบัน พลาสติกจิ๋วถูกพบในทุกมหาสมุทร และในพื้นที่น้ําเดียวกันมิกรออร์กนิซัมบนเส้นใยพลาสติกเล็กต่างกันอย่างสําคัญจาก มิกรออร์กนิซัมที่ระงับบนอนุภาครอบ ๆ หรือในน้ําฉะนั้น เราจําเป็นต้องทําแบบจําลองภาระอินทรีย์และความพร้อมของไนโตรเจน เพื่อป้องกันความสมดุลทางวิวัฒนธรรมจุลินทรีย์ในทะเลที่ปัจจุบันจะถูกรบกวนและพัฒนาไปในทิศทางไม่ดี
 
ผลการค้นพบหลัก
หลังการลดปริมาณไนโตรเจน ปรสิตอาจยังคงเป็นกลุ่มหลัก ซึ่งอาจมีผลกระทบที่ไม่ดีต่อห่วงโซ่อาหารทะเลมันจําเป็นต้องปรับปรุงวิธีการทดสอบการละลายทางชีวภาพ และจําลองความพร้อมของสารอินทรีย์และไนโตรเจนในการวิจัยในอนาคต.