Naukowcy wykryli powstawanie reaktywnych związków na mikroplastiku w wodzie — Ars Technica
Naukowcy odkryli, że na granicy między cząstkami mikroplastiku a wodą mogą powstawać rodniki hydroksylowe — wysoce reaktywne formy tlenu. Wykazały to eksperymenty zespołu chemika Wei Mina z Uniwersytetu Columbia, informuje Ars Technica. Jednocześnie autorzy podkreślają, że kwestia tego, czy mikroplastiki mogą bezpośrednio wywoływać choroby u ludzi, jest nadal badana.
Rodniki na powierzchni cząstek
W jednym z eksperymentów naukowcy zmieszali proszek polistyrenowy z wodą zawierającą żółty barwnik, oranż metylowy. W ciągu 10 dni roztwór niemal stracił barwę i utracił około 90% barwnika, który jest rozkładany przez reaktywne formy tlenu. W etanolu i innych rozpuszczalnikach barwnik pozostał niezmieniony, co wskazało na rolę wody w tym procesie.
Elektronowy rezonans spinowy potwierdził obecność rodników hydroksylowych w mieszaninie wody i polistyrenu. Inna metoda — czujnik fluorescencyjny — wykazała, że sygnał gromadził się właśnie na powierzchni plastikowych cząstek.
Badacze sprawdzili sześć powszechnych rodzajów plastiku: polietylen, polipropylen, polistyren, PVC, PET i akryl. Wszystkie tworzyły rodniki, jednak największą aktywność wykazały hydrofobowe polietylen i polipropylen. Najmniej aktywne były PET i akryl, których grupy chemiczne przyciągają wodę.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Wpływ na białka i komórki
Według przypuszczenia zespołu, w pobliżu odpychającej wodę plastikowej powierzchni zmienia się struktura kilku warstw cząsteczek wody. Modelowanie wykazało, że w takich warunkach jony wodorotlenkowe potrzebują mniej energii do tworzenia rodników. Dodatkowo może temu sprzyjać ujemny ładunek elektryczny, który plastikowa powierzchnia gromadzi w wodzie.
Aby sprawdzić, czy wyników nie da się wyjaśnić zanieczyszczeniem próbek, naukowcy zastosowali kilka niezależnych metod wykrywania rodników. Dodawali też środek powierzchniowo czynny, który pokrywał plastik i zakłócał warstwę wody przy jego powierzchni. Wraz ze wzrostem ilości tej substancji zmniejszały się ładunek cząstek i liczba rodników. Jednocześnie Wei Min przyznał, że nie można całkowicie wykluczyć wpływu zanieczyszczeń.
W kolejnych testach białko lizozym tworzyło agregaty na powierzchni plastiku, a dodanie kofeiny, która pochłania rodniki, w dużej mierze zatrzymywało ten proces. Erytrocyty myszy, które miały kontakt z cząstkami polistyrenu, rozpadały się na fragmenty; poziom uszkodzeń dla różnych rodzajów plastiku korelował z liczbą powstałych rodników i utrzymywał się w surowicy krwi.
Badanie prowadzono głównie na świeżym proszku laboratoryjnym, a nie na cząstkach, które przez długi czas znajdowały się w środowisku. Starsze i bardziej utlenione cząstki dawały nieco słabsze sygnały. Naukowcy nie oceniali także wpływu rozmiaru mikroplastiku, choć przypuszczają, że nanocząstki o większej powierzchni mogą mieć silniejszy efekt. Zespół wskazał, że jego kolejnym zadaniem będzie ocena wkładu tego mechanizmu w problemy biologiczne u zwierząt i ludzi.
