マイクロプラスチックに吸着した有機化合物は安定なのか?-光分解の可能性-

吸附在微塑料上的有机化合物是否稳定？ -光降解的可能性-

基本信息

批准号：
21K17905
负责人：
野呂和嗣
金额：
$ 2.91万
依托单位：
University of Shizuoka (2022)Research Institute of Environment, Agriculture and Fisheries, Osaka Prefecture (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、太陽光、人工太陽光、紫外線を光源とし、マイクロプラスチックに吸着した多環芳香族炭化水素類への光照射試験を実施した。太陽光を光源とした試験の結果、ポリエチレンマイクロプラスチックに吸着した多環芳香族炭化水素類が光分解することを世界で初めて報告した。また、硝酸塩が共存することで光分解が促進されることを明らかにした。これらの成果は、マイクロプラスチックを反応場とする光化学反応が環境中で進行していることを示唆した。多環芳香族炭化水素類は光分解によって毒性が増悪する可能性があることから、引き続きマイクロプラスチック上で反応する光化学反応を調査していく必要がある。人工太陽光を光源とした試験の結果、多環芳香族炭化水素類の光分解速度はプラスチックの種類に依存することが明らかとなった。ポリスチレンのように芳香環をもつポリマーが光照射によってラジカルを放出し、吸着した多環芳香族炭化水素類の分解を促進している可能性が示唆された。官能基をもたないポリエチレンに吸着した多環芳香族炭化水素類の光分解速度は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロにトリルなどに吸着した多環芳香族炭化水素類の光分解速度よりも１桁程度低かった。よって、ポリエチレンは多環芳香族炭化水素類を安定化させ長寿命化させる機能を持つことが明らかとなった。人工太陽光を光源とした試験の結果、マイクロプラスチックに吸着した多環芳香族炭化水素類の量子収率は、溶存態多環芳香族炭化水素類よりも低く、土壌に吸着した多環芳香族炭化水素類よりも高いことが示された。天然に存在する土壌粒子よりもマイクロプラスチックは光分解が進行しやすい反応場であることが示唆された。マイクロプラスチックの汚染が悪化している現在、光化学反応が促進されることで毒性の高い光反応生成物が環境中に蓄積している可能性がある。

在本项目中，我们利用太阳光、人造太阳光和紫外线作为光源，对微塑料上吸附的多环芳烃进行了光照射试验。通过使用太阳光作为光源的试验结果，我们在世界上首次报告了吸附在聚乙烯微塑料上的多环芳烃被光降解的情况。还揭示了硝酸盐的共存促进了光分解。这些结果表明，环境中正在发生使用微塑料作为反应位点的光化学反应。由于光降解可能会加剧多环芳烃的毒性，因此有必要继续研究微塑料上发生的光化学反应。使用人造太阳光作为光源的测试表明，多环芳烃的光降解率取决于塑料的类型。有人认为，具有芳香环的聚合物，例如聚苯乙烯，在暴露于光时会释放自由基，促进吸附的多环芳烃的分解。吸附在不具有官能团的聚乙烯上的多环芳烃的光分解速率与吸附在聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、甲苯等上的多环芳烃的光分解速率相同，大约低一个数量级。。由此可见，聚乙烯具有稳定多环芳烃、延长其寿命的功能。使用人造太阳光作为光源的测试结果表明，吸附在微塑料上的多环芳烃的量子产率低于溶解的多环芳烃的量子产率，并且吸附在微塑料上的多环芳烃的量子产率低于溶解的多环芳烃的量子产率。多环芳烃的含量高于碳氢化合物。有人认为，微塑料是一个比自然存在的土壤颗粒更容易发生光降解的反应位点。随着微塑料污染的恶化，由于光化学反应的加速，剧毒的光反应产物可能会在环境中积累。