DECEMBER 2, 2022
Microplastics could make other pollutants more harmful
미세 플라스틱은 다른 오염 물질을 더 유해하게 만들 수 있습니다.
Graphical abstract. Credit: Environmental Science & Technology Letters (2022). DOI: 10.1021/acs.estlett.2c0068
Microplastics—small plastic pieces less than five millimeters in length—are becoming a ubiquitous ecological contaminant. Studies suggest that on their own, these tiny bits are potentially harmful, and it's unclear what effect they could have on pollutants that latch onto them. Now, researchers reporting in Environmental Science & Technology Letters show that, when attached to microplastics, UV filters used in products such as sunscreens can make chromium metal more toxic.
Because microplastics can accumulate other environmental contaminants on their surfaces, such as heavy metals or organic molecules, they could pose even more of a problem for wildlife, plants or humans than originally thought. Previous research has shown that heavy metals can easily attach to microplastics, and that this combination could potentially harm aquatic life.
But beyond just sticking to other contaminants, microplastics and the cocktail of substances on them could interact with each other, altering their chemical properties. For example, certain metals, such as chromium (Cr), might take on different oxidation states while on the surfaces of microplastics. And although Cr(III) is relatively safe, Cr(VI) is toxic.
So, Kelvin Sze-Yin Leung and colleagues wanted to investigate, for the first time, how the oxidation state of Cr could change when bound to microplastics, and how this could be affected by a common organic contaminant: UV filter molecules.
The researchers created mixtures of Cr and polystyrene microplastic particles both with and without benzophenone-type UV filters. The team found that microplastics could aggregate even more Cr in the presence of a UV filter. In addition, the oxidation state of Cr was higher in the mixtures containing the filters.
Finally, the team tested whether this increased oxidation state translated to environmental toxicity for a population of microalgae. The microalgae's growth was inhibited when exposed to the mixture containing the filter molecule, suggesting that Cr was now in its more toxic form. According to the researchers, this means that microplastics can aid in transforming pollutants into a more harmful form—a previously unproven interaction.
길이가 5밀리미터 미만인 작은 플라스틱 조각인 미세플라스틱은 유비쿼터스 생태 오염 물질이 되고 있습니다. 연구에 따르면 이 작은 조각들은 그 자체로 잠재적으로 해로울 수 있으며, 그것들에 달라붙는 오염 물질에 어떤 영향을 미칠 수 있는지는 불분명합니다. 환경 과학 및 기술 편지(Environmental Science & Technology Letters)에 보고된 연구원들은 미세플라스틱에 부착될 때 자외선 차단제와 같은 제품에 사용되는 UV 필터가 크롬 금속을 더 유독하게 만들 수 있음을 보여줍니다.
미세플라스틱은 표면에 중금속이나 유기 분자와 같은 다른 환경 오염 물질을 축적할 수 있기 때문에 원래 생각했던 것보다 야생 동물, 식물 또는 인간에게 훨씬 더 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이전 연구에서는 중금속이 미세플라스틱에 쉽게 부착될 수 있으며 이러한 결합이 잠재적으로 수중 생물에 해를 끼칠 수 있음을 보여주었습니다.
그러나 다른 오염 물질에 달라붙는 것 이상으로 미세플라스틱과 그 위의 물질 혼합물은 서로 상호 작용하여 화학적 특성을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 크로뮴(Cr)과 같은 특정 금속은 미세플라스틱 표면에 있는 동안 다른 산화 상태를 가질 수 있습니다. Cr(III)은 상대적으로 안전하지만 Cr(VI)은 독성이 있습니다.
그래서 Kelvin Sze-Yin Leung과 동료들은 처음으로 Cr의 산화 상태가 미세플라스틱에 결합될 때 어떻게 변할 수 있는지, 이것이 일반적인 유기 오염 물질인 UV 필터 분자에 의해 어떻게 영향을 받을 수 있는지 조사하기를 원했습니다.
연구원들은 벤조페논 유형 UV 필터를 사용하거나 사용하지 않고 Cr과 폴리스티렌 미세플라스틱 입자의 혼합물을 만들었습니다. 연구팀은 미세플라스틱이 UV 필터가 있을 때 훨씬 더 많은 Cr을 응집할 수 있음을 발견했습니다. 또한, Cr의 산화 상태는 필터를 포함하는 혼합물에서 더 높았다.
마지막으로, 팀은 이러한 증가된 산화 상태가 미세조류 집단에 대한 환경 독성으로 전환되는지 여부를 시험했습니다. 미세조류의 성장은 필터 분자를 포함하는 혼합물에 노출되었을 때 억제되었으며, 이는 Cr이 이제 더 독성이 강한 형태임을 시사합니다. 연구원들에 따르면 이것은 미세플라스틱이 오염 물질을 이전에 입증되지 않은 상호 작용인 더 해로운 형태로 변환하는 데 도움이 될 수 있음을 의미합니다.
More information: Wai-Kit Ho et al, Sorption Behavior, Speciation, and Toxicity of Microplastic-Bound Chromium in Multisolute Systems, Environmental Science & Technology Letters (2022). DOI: 10.1021/acs.estlett.2c00689
Journal information: Environmental Science & Technology Letters
Provided by American Chemical Society
Microplastic, #Weathering, #Chromium, #Organic UV filter, #Oxidation state, #Algal toxicity
***************************************************************************
미세플라스틱 시험분석 기술서비스 및 시험표준개발 전문 국제공인시험기관(KOLAS)
한국분석과학연구소 (KIAST)
- 시험/분석: 환경(수질/토양/대기/폐기물), 식품(음료/벌꿀/주류/소금/어패류/해조류),
세탁폐수(미세섬유)/세탁망/필터, 화장품/치약/생활화학제품, 각종 식품용기(티백/젖병/종이컵 등)
- 표준개발: ISO/TC61/SC14, TC38, TC147/SC2&SC6 (Microplastics) Korean Delegate
IEC/TC 111/WG 3 & JWG 14 Co-Convenor
IEC 62321-3-2(Halogen),-10 (PAHs), -13(BPA), -14(SCCP/MCCP) Project leader
- 분석장비: TED-GC-MS, micro-FT-IR, micro-Raman, ICP-MS, XRF, Combustion-IC 등
- ISO/IEC 17025 (국제공인시험기관, KOLAS) 인정 연구소
***************************************************************************