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海洋中的塑料降解导致其酸化

由巴塞罗那海洋科学研究所(ICM-CSIC)领导的一项新研究表明,塑料降解通过从塑料本身及其添加剂中释放溶解的有机碳化合物而导致海洋酸化。

“由于这项研究,我们已经能够证明,在高度塑料污染的海洋表面区域,塑料降解将导致高达0.5个pH单位的下降,这与在最坏的人为排放情景中估计的pH下降相当21世纪末,”ICM-CSIC研究员和该研究的第一作者CristinaRomera-Castillo指出,该研究已于本周发表在《全面环境科学》杂志上。

酸化和塑料污染是当今海洋面临的两个主要问题。自工业革命以来,海洋酸度的增加使得珊瑚等一些钙化生物更难维持其骨骼。每年有多达1300万吨塑料流入大海。

酸化过程

太阳的紫外线是造成塑料降解和老化的主要因素。这种降解导致断裂,导致塑料破碎成更小的碎片,有些小于5毫米,更广为人知的是微塑料。

当暴露在阳光和侵蚀下时,塑料会“老化”,其降解程度取决于它暴露在这些条件下的时间长短。这种暴露导致化合物释放到水中增加,并导致其pH值降低。

塑料在降解过程中释放到海水中的化合物可以来自塑料本身,也可以是添加到聚合物中以赋予其颜色或抵抗力等特性的添加剂。其中一些化合物是有机酸,这就解释了为什么它们会导致pH值下降。

然而,塑料降解也会产生CO2,​​该CO2可以由塑料直接排放,或者是阳光在该材料释放的有机化合物中引发的反应的产物。反过来,这种释放的CO2参与了一系列反应,这些反应也会导致pH值下降。

新旧塑料的区别

为了进行这项研究,研究人员将不同类型的塑料(新的和旧的)暴露在恒温和太阳辐射下。然后,他们分析了水的pH值和微塑料由于降解而释放的溶解有机碳的量。

仅暴露在阳光下六天,从海滩收集的老化塑料混合物释放出大量溶解的有机碳化合物,并观察到水的pH值显着降低。相比之下,使用新型聚苯乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)(用于制造袋子和其他包装)和可生物降解塑料碎片的实验并没有显示出pH值大幅下降,但膨胀聚苯乙烯除外。

“这一结果表明,老化塑料对酸化的影响远大于新塑料,这非常令人担忧,因为在海中发现的大多数塑料,无论是哪种类型,都会被降解,”Romera-Castillo总结道。

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