Settling of microplastics in mucus-rich water column: the role of biologically modified rheology of seawater
Drobiny mikroplastików (MPs) stanowią powszechne zanieczyszczenia w akwenach morskich i podczas opadania w kolumnie wodnej niekorzystnie wpływają na ekosystem. Sposób, w jaki MPs wpływają na środowisko wodne, zależy w dużej mierze od ich dynamiki opadania, wynikającej z ich właściwości oraz fizykochemicznych cech kolumny wodnej. Niemniej jednak, niektóre właściwości wody morskiej pozostają nieznane, co ogranicza naszą zdolność do pełnego wyjaśnienia procesów opadania MPs. Jedną z luk w naszym rozumieniu jest zwiększona zawartość egzopolimerów (EPSs) wydzielanych przez algi i bakterie, które lokalnie przekształcają wodę morską w ciecz nienewtonowską, zmieniając hydrodynamikę transportu cząstek. W niniejszej pracy przedstawiamy serię eksperymentów w skali laboratoryjnej dotyczących dynamiki osiadania izometrycznych (kul i nieregularnych cząstek) oraz anizometrycznych (dysków, prętów i lamelli) MPs w sztucznej wodzie morskiej z dodatkiem polisacharydów. Stwierdziliśmy, że po pojawieniu się EPSs w wodzie morskiej, prędkość opadania MPs maleje, może się wahać, wzorzec orientacji opadających cząstek anizometrycznych zmienia się w sposób nieintuicyjny, a MPs mogą się obracać. Jak wykazano w testach reologicznych, te konsekwencje wynikają z obecności zdyspergowanych w wodzie morskiej egzopolimerów co nadaje jej właściwości roztworów lepkosprężystych i rozrzedzanych ścinaniem. Nasze wyniki wskazują, że bogata w EPs woda morska może sprzyjać agregacji MPs z materią organiczną, oddziaływaniu z biotą oraz zanieczyszczeniu biologicznemu, co z kolei może wpływać na biogeochemię ekosystemu morskiego. Na podstawie tych wyników rekomendujemy uwzględnienie reologii wody morskiej, zmienionej przez nadmierną ilość EPSs podczas zakwitów alg, w modelach transportu biogeochemicznego i mikroplastików.
Artykuł:
Science of the Total Environment
Autorzy z PW:
Anna Krztoń-Maziopa
Dyscyplina:
Rok wydania: