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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で積極的な役割を果たすことも発見した。特に、光を照射すると、ポリスチレン由来のナノプラスチックは予想に反して、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。

ナノプラスチックの反応剤としての積極的役割

2022年12月27日付ACS Nanoに掲載された研究では、光吸収によるナノプラスチックの光化学反応により、ナノプラスチック表面にペルオキシラジカルとスーパーオキシドラジカルが発生し、マンガンの酸化を開始して酸化マンガン固体となる様子が示されました。

環境ナノ化学研究室を率いるJunは、「自然環境中にプラスチック破片が多く堆積するにつれて、その悪影響が懸念されるようになってきました」と語る。「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す。私たちは、重金属や有機汚染物質など、近隣の物質と相互作用しやすいこのような小さなプラスチック粒子が、これまで考え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と彼女の元学生Zhenwei Gaoは、ポリスチレンナノプラスチック上の異なる表面官能基が、反応性の高いラジカルであるペルオキシラジカルとスーパーオキシドラジカルの生成に影響を与え、マンガンの酸化速度に影響を与えることを実験的に実証しました。ナノプラスチックからこれらの活性酸素が生成されると、海洋生物や人間の健康を危険にさらし、酸化還元反応によって環境中のナノプラスチックの移動性に影響を与える可能性があり、ひいては環境修復に悪影響を及ぼす可能性があります。

 

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