Ученые лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН показали возможности методов масс-спектрометрии легких элементов (ИРМС) и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой для определения природы полимерных материалов, загрязняющих морскую воду, мониторинга изменений изотопного состава пластиков и сорбции металлов на их поверхности в процессе химической деградации в морской воде. Результаты исследования были опубликованы в журнале Polymers.

Загрязнение окружающей среды пластиком постоянно растет. Биодоступность и токсичность мелких частиц, образующихся в результате деградации или фрагментации более крупных полимерных материалов в морской среде под воздействием солнечного облучения, волн и ветра, механического истирания и т. д. намного выше по сравнению с более крупными фрагментами. Различные добавки, такие как стойкие органические загрязнители, остатки катализаторов, растворителей для полимеризации или адсорбированные токсичные металлы, увеличивают опасность микропластиков.

Поэтому важно отслеживать процесс деградации полимерных материалов. Исследованы различные типы пластика – биоразлагаемый, «небиологические» и естественно состаренные (собранные на берегу Средиземного моря). На рисунке показаны изменения изотопного состава углерода (изотопный сдвиг Δδ13C), наблюдавшиеся в течение трех месяцев воздействия морской воды. Изотопный состав водорода изменяется в еще большей степени. Наибольшие изменения изотопного состава происходят для биоразлагаемых пластмасс.

При исследовании адсорбции различных микроэлементов на пластике выявлено несколько общих тенденций. Первое – некоторые пластиковые материалы содержат значительное количество металлов еще до того, как они вступят в реакцию с морской водой. Второе – пластики имеют тенденцию накапливать металлы при взаимодействии с морской водой, при этом пластиковые полимеры растительного происхождения проявляют большее сродство к металлам.

«В исследовании мы использовали метод изотопной масс-спектрометрии легких элементов, который позволил оценить степень деградации пластиков с течением времени нахождения в морской воде. Частицы микропластика выделяли при помощи ультрафильтрации. Сорбцию металлов на поверхности пластиков измеряли методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Основным элементом новизны настоящего исследования по отношению к опубликованным исследованиям является прямой анализ полимерного материала, распавшегося при воздействии морской воды. – говорит Кузнецова Ольга, с.н.с лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.