Mikro- und Nanokunststoffe (MP(NP)s) in der Umwelt sind aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche, geringen Oberflächenpolarität und leichten Adsorption und Akkumulation anderer Schadstoffe besorgniserregend. Untergetauchte Makrophyten, die vollständig in Wasser eingetaucht sind, können empfindlicher auf Veränderungen von Schadstoffen in der aquatischen Umwelt reagieren als andere Gruppen von Organismen.
Forscher des Botanischen Gartens Wuhan (WBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) untersuchten die kombinierten Wirkungen verschiedener Arten von MP und Arsen (As (III) und As (V)) auf untergetauchte Makrophyten.
Die Adsorptionskinetik zeigte, dass die Adsorptionskapazität von MP(NP) s für As (III) und As (V) in den ersten 24 Stunden schnell zunahm und nach 36 Stunden das Adsorptionsgleichgewicht erreichte. Die Adsorptionskapazität im Gleichgewicht von MP(NP) s nahm mit steigender As-Konzentration zu.
Mit steigendem pH-Wert nahm die Adsorption von MP(NP) s an As zunächst zu und dann ab, und die Adsorptionskapazität erreichte ihren Höhepunkt bei pH 6. Und der Adsorptionsprozess war bei höheren Temperaturen günstig.
Alle Ergebnisse zeigten, dass die Adsorptionskapazität von MP(NP) s für As mit zunehmender Reaktionszeit und Konzentration positiv war und dass die Adsorptionskapazität eng mit dem pH-Wert und der Temperatur zusammenhängt. Polyvinylchlorid (PVC) und Polystyrol (PS) mit komplexen funktionellen Gruppen hatten eine größere Adsorptionskapazität für As als Polyethylen (PE), während NP mit kleinerer Partikelgröße aufgrund ihrer größeren spezifischen Oberfläche ein gutes Adsorptionsverhalten zeigten.
PS-NPs hemmten signifikant Gesamtchlorophyll, Fv/Fm, löslichen Zucker, lösliches Protein, Malondialdehyd, antioxidative Enzymaktivität und Wurzelaktivität von untergetauchten Makrophyten und schädigten die Zellstruktur von Pflanzenblättern (Zellmembran, Mitochondrien und Zellkern).
Darüber hinaus wurde das Wachstum von submersen Makrophyten stärker gehemmt, wenn PS-NPs und Arsen zusammen wirkten, anstatt die Arsentoxizität zu verringern, was ein weiterer Hinweis darauf ist, dass das Adsorptionsverhalten von PS-NPs und Arsen das ökologische Risiko von Schadstoffen erhöhen könnte.
Diese Arbeit liefert eine theoretische Grundlage für das weitere Verständnis der toxischen Wirkungen und Mechanismen einer einzelnen und kombinierten Kontamination von PS-NPs und As auf submersen Makrophyten.
Diese Studie mit dem Titel „Die Adsorption von Arsen auf Mikro- und Nanokunststoffen intensiviert die toxische Wirkung auf submerse Makrophyten“ wurde im veröffentlicht Umweltverschmutzung.
Mehr Informationen:
Na Tang et al, Die Adsorption von Arsen an Mikro- und Nanokunststoffen verstärkt die toxische Wirkung auf submerse Makrophyten, Umweltverschmutzung (2022). DOI: 10.1016/j.envpol.2022.119896