Mikroplastiki

Wpływ procesu starzenia oraz obecności zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych na ekotoksyczność mikroplastików

Nadrzędnym celem niniejszego projektu jest określenie ekotoksyczności, w stosunku do organizmów żywych, odpadowych tworzyw sztucznych, które mogą pełnić rolę nośnika zanieczyszczeń zarówno organicznych jak i nieorganicznych w środowisku wodnym. Poznanie siły oddziaływań zanieczyszczeń nieorganicznych oraz organicznych z odpadowymi tworzywami sztucznymi i zakresu tych interakcji pozwoli nie tyko na poznanie mechanizmów i czynników wpływających na ten proces, ale umożliwi ponadto oszacowanie ryzyka związanego z przemieszczaniem się tego typu zanieczyszczeń dla organizmów wodnych i człowieka.

Badania zostaną wykonane w trzech etapach. W pierwszym etapie tworzywa sztuczne (TS) zostaną poddane procesom starzenia. Starzenie ma na celu symulację warunków naturalnych zachodzących w środowisku, co pozwoli na odtworzenie realnych procesów, jakim polimery wchodzące w skład TS mogą podlegać. Degradacja tworzyw sztucznych będzie realizowana na drodze termooksydacji, fotooksydacji oraz starzenia atmosferycznego. Kontrolą zostaną objęte różne parametry, między innymi temperatura (termooksydacja), natężenie promieniowania z zakresu UV (fotooksydacja) oraz czas ekspozycji na czynniki zewnętrzne. Dodatkowo TS inkubowane będą w wodach naturalnych o różnej charakterystyce w celu określenia wpływu naturalnych warunków wodnych (zróżnicowany skład chemiczny wody, obecność organizmów wodnych, itd.) na zakres starzenia się tworzyw sztucznych. W drugim etapie przeprowadzone zostaną badania modelowe nad określeniem siły wiązania zanieczyszczeń przez tworzywa sztuczne poddane różnym metodom starzenia. Zastosowanie zróżnicowanych warunków starzenia pozwoli na uzyskanie informacji o udziale poszczególnych procesów w starzeniu się tworzyw w kontekście sorpcji zanieczyszczeń. O ile problem ten szeroko rozpatrywany był w badaniach związanych z chemią polimerów, o tyle w odniesieniu do procesów sorpcyjnych nie był dotychczas realizowany. Ponadto, istotnym etapem projektu będzie określenie potencjalnego ryzyka transferu zanieczyszczeń z powierzchni tworzyw sztucznych do organizmów. W tym celu zostanie zastosowany płyn symulujący sok żołądkowy.

Oznaczenie w nim stężenia zanieczyszczeń po procesie desorpcji pozwoli na określenie potencjalnych zagrożeń. Dane uzyskane w pierwszym etapie w połączeniu z danymi z drugiego etapu pozwolą na otrzymanie kompleksowych informacji na temat roli poużytkowych tworzyw sztucznych w przenoszeniu zanieczyszczeń a także ich negatywnego oddziaływania na organizmy. Siła wiązania zanieczyszczeń określona za pomocą stopnia desorpcji umożliwi oszacowanie ryzyka związanego z wtórnym przedostaniem się zanieczyszczeń do środowiska naturalnego. Budowa, struktura porowata oraz właściwości fizykochemiczne materiałów objętych projektem zostaną przebadane z wykorzystaniem szeregu komplementarnych metod instrumentalnych, które dostarczą istotnych informacji na temat wpływu warunków starzenia na strukturę materiału, jego właściwości adsorpcyjnych, a tym samym pozwolą na identyfikację rodzaju interakcji pomiędzy jonami metali ciężkich oraz WWA z tworzywami sztucznymi. Do tego celu wykorzystana zostanie m.in. analiza elementarna, termograwimetryczna, spektroskopia FTIR oraz mikroskopia SEM/TEM. Ponadto, właściwości adsorpcyjne zostaną określone z wykorzystaniem niskotemperaturowej adsorpcji/desorpcji azotu.

 

Konsorcjum projektowe:

Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy (Zakład Ekotoksykologii)

Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie (Zakład Chemii Środowiskowej)