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Ingenieure entlarven erstmals Nanoplastik in Ozeanen und enthüllen ihre wahre Form und Chemie

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01 (Nanowerk-Neuigkeiten) Jedes Jahr gelangen Millionen Tonnen Plastikmüll in die Ozeane. Das ultraviolette Licht der Sonne und die Turbulenzen im Ozean zersetzen diese Kunststoffe in unsichtbare Nanopartikel, die eine Bedrohung für die Meeresökosysteme darstellen. In einer neuen Studie haben Ingenieure der University of Notre Dame klare Bilder von Nanoplastik im Meerwasser vor den Küsten Chinas, Südkoreas und der Vereinigten Staaten sowie im Golf von Mexiko präsentiert. Es wurde festgestellt, dass diese winzigen Kunststoffpartikel, die aus Konsumgütern wie Wasserflaschen, Lebensmittelverpackungen und Kleidung stammen, eine überraschende Vielfalt in Form und chemischer Zusammensetzung aufweisen. Die Forschungsergebnisse der Ingenieure wurden in veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte („Direkte Beobachtung und Identifizierung von Nanoplastik im Meerwasser“). „Nanoplastik ist potenziell giftiger als größere Kunststoffpartikel“, sagte Tengfei Luo, Dorini-Familienprofessor für Luft- und Raumfahrt und Maschinenbau an der University of Notre Dame. „Aufgrund ihrer geringen Größe können sie besser in das Gewebe lebender Organismen eindringen.“ Zuvor wurden in Laboren synthetisierte Nanoplastikpartikel in Toxizitätsstudien verwendet, um ihre Wirkung auf Meereslebewesen zu untersuchen. Luos Forscherteam beschloss in Zusammenarbeit mit dem Labor von Wei Alle festgestellten Unterschiede können Auswirkungen auf Toxizitätsstudien haben. Man geht davon aus, dass Nanoplastik in extrem geringen Konzentrationen im Ozean vorkommt. Um sie im Meerwasser zu finden, nutzte Luos Team eine einzigartige Blasenablagerungstechnik, die sie zuvor entwickelt hatten, um Spuren von DNA-Molekülen für die Früherkennung von Krebs zu finden. Das Team vermischte Meerwasserproben mit Silbernanopartikeln und erhitzte die Lösung mit einem Laser, bis sich eine Blase bildete. Schwankungen der Oberflächenspannung führen dazu, dass sich die Nanoplastikpartikel an der Außenseite der Blase ansammeln. Die Blase schrumpft, verschwindet dann und lagert die Partikel an einem konzentrierten Ort ab. Anschließend werden Elektronenmikroskopie und Raman-Spektroskopie eingesetzt, um die Formen und Chemie der Nanokunststoffe aufzudecken. Luos Team fand in diesen Meerwasserproben Nanoplastik aus Nylon, Polystyrol und Polyethylenterephthalat (PET) – Kunststoffpolymere, die in Lebensmittelverpackungen, Wasserflaschen, Kleidung und Fischernetzen verwendet werden. Einige der unterschiedlichen Formen der Partikel lassen sich auf die unterschiedlichen Herstellungstechniken zurückführen, mit denen sie hergestellt wurden. Überraschenderweise wurden PET-Nanopartikel in Wasserproben gefunden, die etwa 300 Meter tief im Golf von Mexiko gesammelt wurden, was darauf hindeutet, dass die Nanoplastik-Kontamination nicht auf die Meeresoberfläche beschränkt ist. Folgestudien werden sich auf die Quantifizierung von Ozean-Nanoplastik konzentrieren, sagte Luo. „Die Nanoplastiken, die wir im Ozean fanden, unterschieden sich deutlich von im Labor synthetisierten“, sagte Luo. „Das Verständnis der Form und Chemie der eigentlichen Nanoplastiken ist ein wesentlicher erster Schritt, um ihre Toxizität zu bestimmen und Wege zu finden, sie zu mindern.“
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