پلاستیک بخشی از زندگی روزمره است. غذای ما را بسته‌بندی می‌کند، لباس‌های ما را تشکیل می‌دهد، ابزارهای ما را پشتیبانی می‌کند و حتی از طریق وسایل پزشکی به ما کمک می‌کند تا بهبود یابیم. اما پلاستیک تجزیه نمی‌شود با گذشت زمان، به قطعات کوچکتر تا ذرات میکروسکوپی و نانوسکوپی شکسته می‌شود، اما هرگز به طور کامل به اجزای شیمیایی خود تجزیه نمی‌شود.
این نانوپلاستیک‌ها، که قطر آنها فقط 1 تا 100 نانومتر است، با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند با این حال، ممکن است یکی از جدی‌ترین تهدیدها برای زندگی روی زمین باشند هنگامی که نانوپلاستیک‌ها در محیط آزاد می‌شوند، می‌توانند وارد سیستم‌های هوا، آب و خاک شوند. آنها به بافت‌های زنده می‌چسبند، با مواد شیمیایی مضر پیوند برقرار می‌کنند و به طور بالقوه در کل اکوسیستم‌ها حرکت می‌کنند.
خاک، به ویژه، به عنوان یک دروازه حیاتی عمل می‌کند. آب را نگه می‌دارد، گیاهان را تغذیه می‌کند و به تولید مواد غذایی متصل می‌شود. اما وقتی نانوپلاستیک‌ها وارد این دنیای پیچیده زیرزمینی می‌شوند، چه اتفاقی می‌افتد؟ یک مطالعه اخیر از ژاپن بینش‌های مهمی را در این زمینه ارائه می‌دهد. این مطالعه که در مجله “علم کل محیط زیست” منتشر شده است، بررسی می‌کند که چگونه نانوپلاستیک‌ها در انواع مختلف خاک حرکت می‌کنند.
رفتار نانوپلاستیک‌ها در خاک چگونه است؟
این تحقیق توسط کیوهی تسوچیدا، دانشجوی دکتری از موسسه ملی علوم و فناوری پیشرفته صنعتی (AIST) و دانشگاه واسدا، رهبری شد او با یوکاری ایموتو، تاکشی سایتو و جونکو هارا از AIST همکاری کرد. پروفسور یوشی‌شیگه کاوابه از دانشکده منابع و مهندسی محیط زیست دانشگاه واسدا نیز در این مطالعه مشارکت داشت.
تمرکز آنها بر درک چگونگی مهاجرت نانوپلاستیک‌ها در خاک بود. آنها بررسی کردند که چگونه ذرات پلاستیکی به هم می‌چسبند، به خاک می‌چسبند و بر نحوه رفتار ذرات خاک تأثیر می‌گذارند تسوچیدا خاطرنشان کرد: “مشخص است که خواص تجمع نانوپلاستیک‌ها و جذب آنها به سطح ذرات خاک بر مهاجرت آنها در خاک تأثیر می‌گذارد.”
او افزود:”ما آزمایش‌هایی را برای تجزیه و تحلیل این ویژگی‌ها انجام دادیم تا درک بهتری از مهاجرت نانوپلاستیک‌ها به دست آوریم این تحقیق به پاسخگویی به یک سوال فوری کمک می‌کند پلاستیک‌ها پس از فرو رفتن در خاک زیر پای ما چگونه رفتار می‌کنند؟”
نانوپلاستیک‌ها به هم می‌چسبند، می‌چسبند و رفتار خاک را تغییر می‌دهند
محققان سه پدیده مهم را بررسی کردند اول، آنها بررسی کردند که چگونه نانوپلاستیک‌ها با یکدیگر تعامل می‌کنند فرآیندی که به عنوان تجمع همگن شناخته می‌شود. دوم، آنها آزمایش کردند که آیا نانوپلاستیک‌ها به سطوح خاک می‌چسبند یا خیر. سوم، آنها بررسی کردند که آیا نانوپلاستیک‌ها بر نحوه تجمع ذرات خاک با یکدیگر تأثیر می‌گذارند یا خیر.
این سه مکانیسم در کنار هم نحوه انتشار ذرات پلاستیکی در خاک را شکل می‌دهند. اگر نانوپلاستیک‌ها به هم بچسبند یا محکم به ذرات خاک بچسبند، ممکن است در جای خود بمانند. در غیر این صورت، ممکن است مسافت‌های طولانی را طی کنند و احتمالاً وارد آب‌های زیرزمینی یا ریشه‌های گیاهان شوند.
برای آزمایش این عوامل، محققان دو نوع خاک را انتخاب کردند: آندوسول و ماسه ریز. آندوسول، یک خاک آتشفشانی غنی از مواد معدنی، تضاد شدیدی با ماسه ریز دارد که بافت سست و محتوای آلی حداقلی دارد.
هارا، یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد: “هم آندوسول و هم ماسه ریز خواص بسیار متفاوتی دارند، و ما از این دو استفاده کردیم تا ایده گسترده‌تری در مورد چگونگی تغییر رفتار نانوپلاستیک‌ها با توجه به ترکیب خاک و ویژگی‌های سطح به دست آوریم.”
اثرات نوع خاک و pH
برای درک چگونگی رفتار نانوپلاستیک‌ها در خاک، این تیم از نانوذرات پلی استایرن استفاده کرد این ذرات تهیه شده در آزمایشگاه، پلاستیک‌های رایج موجود در زباله را تقلید می‌کنند. محققان این ذرات را در محلول‌هایی با سطوح pH مختلف اسیدی، خنثی و قلیایی معلق کردند. این امر به آنها امکان داد شرایط مختلف خاک را شبیه‌سازی کنند.
آنها اندازه ذرات، اندازه توده و پتانسیل زتا را اندازه‌گیری کردند پتانسیل زتا بار الکتریکی روی سطوح ذرات را منعکس می‌کند پتانسیل زتا بالا نشان می‌دهد که ذرات یکدیگر را دفع می‌کنند و از هم جدا می‌مانند. مقادیر پایین به این معنی است که ممکن است جذب شوند و به هم بچسبند.
محققان اثر pH خاک و خواص سطحی را بر رفتار جذب و تجمع نانوذرات پلاستیکی بررسی می‌کنند. (برای بزرگنمایی تصویر کلیک کنید). اعتبار: کیوهی تسوچیدا از دانشگاه واسدا، ژاپن آنها همچنین بررسی کردند که نانوپلاستیک‌ها تا چه حد به ذرات دو نوع خاک می‌چسبند. برای این منظور، از آزمایش جذب دسته‌ای استفاده کردند.
کاوابه، یکی از نویسندگان این مطالعه، توضیح داد: “ما از آزمایش جذب دسته‌ای برای به دست آوردن بینش عمیق‌تر در مورد نحوه تجمع ذرات پلاستیکی در منافذ خاک استفاده کردیم. این ویژگی در مطالعات ستونی به خوبی توضیح داده نشده است.” با ترکیب تغییرات pH با انواع مختلف خاک، این تیم نقشه دقیقی از رفتار نانوپلاستیک‌ها ایجاد کرد.
نتایج شگفت‌انگیز پشت پایداری ذرات
ابزارهای پیشرفته‌ای مانند پراش لیزر، طیف‌سنجی UV و تحلیل پتانسیل زتا به بررسی میزان پایداری یا واکنش‌پذیری ذرات تحت شرایط آزمایشی مختلف کمک کردند شگفت‌آور اینکه، نانوذرات پلی استایرن به هم نچسبیدند. دلیل آن در بار الکتریکی آنها نهفته بود.
تسوچیدا گزارش داد: “پتانسیل زتا بسیار منفی نانوذرات پلی استایرن باعث دافعه بین ذرات می‌شود و تحت تأثیر تغییرات pH قرار نمی‌گیرد.”با این حال، هنگامی که خاک وارد صحنه شد، وضعیت تغییر کرد. نانوپلاستیک‌ها شروع به چسبیدن به ذرات خاک کردند. این اتصال همچنین منجر به چسبیدن خود خاک شد.این فرآیند به شدت به نوع خاک و pH محیط اطراف بستگی داشت. ماسه ریز رفتاری متفاوت از آندوسول نشان داد، که نشان می‌دهد بافت و ترکیب سطح بر نحوه رفتار پلاستیک‌ها تأثیر می‌گذارد.
شیمی خاک در کنترل آلودگی مهم است
یافته‌ها نشان می‌دهد که pH و نوع خاک بر عمق و وسعت حرکت نانوپلاستیک‌ها تأثیر می‌گذارند. خاک‌هایی با خواص خاص ممکن است ذرات را به طور مؤثرتری به دام بیندازند. برخی دیگر ممکن است به آنها اجازه عبور دهند، مانند آب از الک این تمایز در طراحی راه حل‌هایی برای مبارزه با آلودگی پلاستیکی بسیار مهم است. خاک‌های آلوده ممکن است به تلاش‌های پاکسازی به یک شکل پاسخ ندهند. آنچه برای یک اکوسیستم کار می‌کند ممکن است در دیگری شکست بخورد.
این مطالعه با برجسته کردن این تفاوت‌ها، تحقیقات و سیاست‌های آینده را تشویق می‌کند تا رویکردی متناسب‌تر اتخاذ کنند درک چگونگی تعامل نانوپلاستیک‌ها با خاک‌ها میتواند از شیوه‌های کشاورزی مؤثرتر و مدیریت آلودگی حمایت کند.
از اینجا به کجا می‌رویم؟
با ادامه رشد زباله‌های پلاستیکی، نانوپلاستیک‌ها در محیط زیست ما رایج‌تر خواهند شد. حرکت آنها در خاک نگرانی‌هایی را نه تنها برای کشاورزی، بلکه برای آب آشامیدنی، حیات وحش و سلامت انسان ایجاد می‌کند مطالعاتی مانند این، پایه‌ای برای استراتژی‌های جدید فراهم می‌کنند.
آنها توجه را به تهدیدات نادیده گرفته شده در زیر پای ما جلب می‌کنند. و به ما یادآوری می‌کنند که، در حالی که پلاستیک‌ها ممکن است کوچک به نظر برسند، تأثیر آنها عمیق است این تحقیق از طریق آزمایش‌های دقیق و طراحی متفکرانه، دیدگاه تازه‌ای را در مورد یک مشکل رو به رشد ارائه می‌دهد.
بیشتر بدانیم: پلاستیک‌ها جذب سموم را افزایش می‌دهند
لینک منبع: earth
نظرات کاربران