ナノプラスチックは光を当てると予想外の反応をする(Nanoplastics produce unexpected reactions when exposed to light)

ad
ad

2023-01-09 ワシントン大学セントルイス

 ワシントン大学セントルイス校マッケルビー工学部エネルギー・環境・化学工学科のYoung-Shin Jun教授率いる研究チームは、梱包用ピーナッツ、DVDケース、使い捨て食器などの原料となる生分解性のないプラスチックであるポリスチレンが光によってどのように分解されるかを分析しました。さらに、ナノプラスチック粒子が環境システムにおいて積極的な役割を果たすことを発見した。
特に、ポリスチレンに由来するナノプラスチックは、光を照射すると予想に反して水中のマンガンイオンの酸化を促進し、自然水や工業用水系における有機汚染物質の運命や輸送に影響を与える酸化マンガン固体を形成することが分かりました。この研究は、12月27日付のACS Nano誌に掲載されました。
「環境ナノ化学研究所を率いるジュン教授は、「自然環境に蓄積されるプラスチック破片が増えるにつれて、その悪影響が懸念されています。「しかし、ほとんどの場合、ナノプラスチックが反応物質として活発に働くというよりも、物理的に存在することによる役割に関心が集まっていました。私たちは、このような小さなプラスチック粒子が、重金属や有機汚染物質などの隣接する物質とより容易に相互作用し、これまで考えられていたよりも反応性が高い可能性があることを発見しました。”
Junの研究チームは、今後、ナノプラスチックや活性酸化種を放出しうる多様な一般的プラスチック源の分解を研究し、遷移金属イオンや重金属イオンの酸化におけるそれらの活性的役割を調査する予定です。

<関連情報>

光照射下でのマンガン酸化物生成におけるポリスチレン系ナノプラスチックの酸化的役割 Oxidative Roles of Polystyrene-Based Nanoplastics in Inducing Manganese Oxide Formation under Light Illumination

Zhenwei Gao, Ping-I Chou, Jing Liu, Yaguang Zhu and Young-Shin Jun
ACS Nano  Published:November 28, 2022
DOI:https://doi.org/10.1021/acsnano.2c05803

Abstract

Every year, large quantities of plastics are produced and used for diverse applications, growing concerns about the waste management of plastics and their release into the environment. Plastic debris can break down into millions of pieces that adversely affect natural organisms. In particular, the photolysis of micro/nanoplastics can generate reactive oxygen species (ROS). However, their oxidative roles in initiating redox chemical reactions with heavy and transition metals have received little attention. In this study, we investigated whether the photolysis of polystyrene (PS) nanoplastics can induce the oxidation of Mn2+(aq) to Mn oxide solids. We found that PS nanoplastics not only produced peroxyl radicals (ROO) and superoxide radicals (O2•–) by photolysis, which both play a role in unexpected Mn oxidation, but also served as a substrate for facilitating the heterogeneous nucleation and growth of Mn oxide solids and controlling the formation rate and crystalline phases of Mn oxide solids. These findings help us to elucidate the oxidative roles of nanoplastics in the oxidation of redox-active metal ions. The production of ROS from nanoplastics in the presence of light can endanger marine life and human health, and affect the mobility of the nanoplastics in the environment via redox reactions, which in turn may negatively impact their environmental remediation.

タイトルとURLをコピーしました