Попадание в пресноводный лед меняет тенденции "тонуть или плавать" у микропластика

Большинство водоемов содержат мельчайшие пластиковые частицы, которые захватываются у поверхности при образовании льда. Согласно исследованию, опубликованному в Environmental Science & Technology, после таяния льда микропластик меняется: частицы могут становиться крупнее и тонуть или всплывать быстрее, в зависимости от типа полимера. Ученые предполагают, что замораживание может изменить экологическое воздействие микропластика, включая его накопление в донных отложениях пресноводных озер и рек.

Поведение полимеров в окружающей среде различается. Например, полиэтилен (PE) менее плотный, чем вода, и всплывает, тогда как полиуретан (PU) и политетрафторэтилен (PTFE) плотнее воды и опускаются ко дну. На то, останутся ли частицы у поверхности или будут погребены в осадке, влияют их плавучесть, размер, соленость воды и другие условия. Чтобы понять влияние замораживания на частицы PE, PU и PTFE, Чуньцзян Ань и его коллеги провели лабораторные эксперименты с пресной и соленой водой.

Исследователи замораживали растворы с частицами каждого полимера (размером 6–10 микрометров) на 24 часа, а затем полностью размораживали. В пресной воде размер частиц всех трех полимеров увеличился после замораживания по сравнению с контрольными образцами, хранившимися при низкой температуре. Наибольшее изменение (46%) наблюдалось у отталкивающего воду PE, тогда как у притягивающего воду PU увеличение составило 9%, что, по мнению ученых, приводит к большему рассеиванию частиц после заморозки. Однако при повышении солености замораживание не повлияло на размер частиц.

Далее ученые исследовали силы, стоящие за наблюдаемым движением частиц: после цикла заморозки-оттаивания больше микропластика PTFE и PU оседало на дно. Расчеты баланса гравитационных, выталкивающих и сил сопротивления показали, что из-за увеличения выталкивающей силы частицы после таяния льда будут всплывать (PE) или тонуть (PTFE и PU) в воде быстрее.

Авторы отмечают, что период заморозки в эксперименте был короче, чем в природных условиях, где лед может существовать месяцы или годы. Тем не менее, исследование дает фундаментальную оценку судьбы различных полимерных частиц при высвобождении изо льда в холодных регионах и указывает, что даже быстрое замерзание может ускорить осаждение микропластика в донные отложения.