Buzz
Các nhà khoa học đã chiếu nhựa dưới ánh sáng Mặt Trời nhân tạo trong 2 tháng, để tìm hiểu quá trình mất tích của chúng.
Ngay bây giờ, hàng tỷ mảnh nhựa trôi trên bề mặt biển, nhưng nếu chúng không được thu gom, chúng sẽ vào vòng hải lưu nhiệt đới, tạo ra một vòng lặp vô tận qua các đại dương.
Những vòng hải lưu này là môi trường sống của hàng triệu loài sinh vật biển, và nhựa can thiệp vào chuỗi thức ăn của chúng, ảnh hưởng đến mọi loài, từ vi khuẩn đến cá voi.
Dường như đã có một bãi rác khổng lồ trên trái đất, nhưng chỉ có 1-2% nhựa trôi nổi trên mặt biển. Thế nhưng, 98% còn lại đi đâu? Chúng biến mất trước mắt chúng ta.
Câu hỏi là 98% nhựa còn lại đã đi đâu? Những mảnh nhựa vô hình đó đang biến mất.
Để giải mã bí ẩn về những mảnh nhựa mất tích trên biển, một nhóm nhà khoa học từ Đại học Florida đã hợp tác với các đồng nghiệp từ Đại học Đông Nam và Đại học Đông Bắc Trung Quốc để thực hiện một nghiên cứu.
Nghiên cứu mới của họ đã tiết lộ những cơ chế loại bỏ và tuổi thọ tiềm năng của những mảnh rác nhựa trôi nổi trên biển. Các quá trình phản ứng ánh sáng mặt trời được xem là quan trọng trong vấn đề này.
Ánh sáng mặt trời đã phân rã các mảnh rác nhựa thành kích thước không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Điều này giải thích tại sao hơn 98% lượng rác thải nhựa chảy vào biển mỗi năm biến mất.
Bây giờ, các nhà khoa học đã có bằng chứng thực nghiệm cho sự phân hủy quang hóa của rác thải nhựa trên biển. Họ đã lựa chọn một số loại nhựa phổ biến và thực hiện thí nghiệm trực tiếp.
Mẫu bao gồm hạt nhựa từ các loại rác thải như chai nhựa và hộp đựng đồ ăn sử dụng một lần, cũng như nhựa polyetylen, polypropylen, và polystyren. Tổng cộng 480 mẫu nhựa đã được chọn ngẫu nhiên và làm sạch.
Các nhà khoa học đã chia mẫu thành hai nhóm và đặt vào thí nghiệm. Trong mỗi thí nghiệm, họ đã chiếu xạ những mẫu nhựa này dưới đèn mô phỏng ánh sáng mặt trời.
Để tìm ra tất cả dấu vết của nhựa đã phân hủy, nhà khoa học đã phải sử dụng kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử và thiết bị quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR). Quá trình này kéo dài đến 2 tháng.
Ánh sáng Mặt Trời đã tăng lượng carbon hòa tan trong nước và làm cho các hạt nhựa nhỏ dần đi. Các hạt polymer cũng bị phân mảnh, oxy hóa và thay đổi màu sắc. Tỷ lệ phân hủy phụ thuộc vào tính chất hóa học của từng loại polymer.
Các dung dịch nước biển chứa nhựa tái chế phân hủy nhanh hơn polypropylen và polyetylen, những loại polymer bền nhất trong nghiên cứu.
Dựa trên phép ngoại suy tuyến tính, tuổi thọ của các polymer kỹ thuật hóa được xác định là 2,7 năm, và các mẫu nhựa ở vùng hải lưu Bắc Thái Bình Dương là 2,8 năm. Những mảnh nhựa này có tuổi thọ ngắn nhất.
Tiếp theo là polypropylen (4,3 năm), polyetylen (33 năm) và polyetylen tiêu chuẩn (49 năm), là loại nhựa được sử dụng rộng rãi trong đóng gói thực phẩm.
'Ánh sáng Mặt Trời có thể nhanh chóng loại bỏ các polymer như polystyrene và polypropylen khỏi nước biển. Các loại nhựa khác như polyetylen có thể mất hàng thập kỷ đến hàng thế kỷ để giảm kích thước, ngay cả khi chúng vẫn trôi nổi trên mặt biển', tiến sĩ Shiye Zhao từ Đại học Florida nói.
'Ngoài ra, khi nhựa tan chảy trên biển, nó giải phóng các hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học, được đo bằng tổng lượng carbon hữu cơ tan, một sản phẩm phụ chính của quá trình quang phân hủy dưới ánh sáng Mặt Trời'.
Tiến sĩ Zhao và đồng nghiệp đã kiểm tra hoạt tính sinh học của carbon hữu cơ tan từ nhựa đối với vi khuẩn biển. Các hợp chất này dường như có khả năng phân hủy sinh học rộng nhưng chỉ một phần nhỏ so với carbon hữu cơ tự nhiên.
Carbon hữu cơ tan được giải phóng khi hầu hết các loại nhựa đã phân hủy được sử dụng bởi vi khuẩn biển. Tuy nhiên, một số hợp chất hoặc đồng phân của chúng có thể ức chế vi sinh vật.
'Nhựa có thể giải phóng các hợp chất ức chế sinh học trong quá trình quang phân hủy trên đại dương, ảnh hưởng đến năng suất và cấu trúc của cộng đồng vi khuẩn, với hậu quả chưa biết đối với môi trường hóa sinh và sinh thái của đại dương', tiến sĩ Zhao nói.
'Một trong bốn polymer trong nghiên cứu của chúng tôi có tác động tiêu cực đối với vi khuẩn. Cần nghiên cứu thêm để biết xem việc giải phóng các hợp chất sinh học từ quá trình quang phân hủy nhựa là phổ biến hay hiếm gặp'.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Hazardous Materials.
Xem thêm về Florida Atlantic
