Fosforany to kluczowy biogen niezbędny do syntezy kwasów nikleinowych i ATP w organizmach morskich. Wraz z azotanami regulują pierwotną produkcję biologiczną oceanów, jednak ich nadmiar prowadzi do eutrofizacji.
PO₄³⁻ (fosforany) i mikroplastik w wodzie morskiej mogą być ze sobą powiązane, ale najciekawszy związek nie polega na prostym „mikroplastik wiąże fosforany”. W środowisku morskim ważniejsza jest plastisfera i cykl fosforu.
1. Mikroplastik może stać się miejscem akumulacji fosforu
Świeży mikroplastik ma stosunkowo mało aktywną powierzchnię, ale po pewnym czasie w wodzie:
mikroplastik → adsorpcja materii organicznej → kolonizacja → biofilm
Powierzchnia biofilmu może zatrzymywać różne związki zawierające fosfor, w tym fosforany.
Dlatego rzeczywisty obiekt, który potencjalnie zatrzymuje PO₄³⁻, to często nie „czysty plastik”, ale:
plastik + warstwa organiczna + biofilm
2. Plastisfera może aktywnie pobierać fosforany
Bakterie, mikroalgi i inne mikroorganizmy żyjące na mikroplastiku potrzebują fosforu do wzrostu. Pobierają więc fosforany z wody:
PO₄³⁻ → mikroorganizm → biomasa
Jeżeli plastisfera jest bardzo aktywna biologicznie, mikroplastik może działać jako mikrohabitat, na którym intensywnie zachodzi pobieranie fosforu.
To oznacza, że mikroplastik może lokalnie wpływać na dostępność fosforanów.
3. Mikroplastik może być „hotspotem” przemian fosforu
Nie chodzi tylko o:
„ile PO₄ jest w wodzie?”
ale o:
czy powierzchnia mikroplastiku tworzy mikrośrodowisko, w którym intensywnie zachodzą procesy związane z fosforem?
Na powierzchni mogą rozwijać się bakterie i mikroalgi, które:
- pobierają PO₄³⁻,
- magazynują fosfor,
- rozkładają organiczne związki fosforu,
- uwalniają fosfor z materii organicznej.
Dlatego zależność może być dynamiczna:
PO₄³⁻ → pobieranie przez biofilm → ↓ PO₄³⁻
ale później:
obumarły biofilm → mineralizacja → ↑ dostępnego fosforu
4. Połączenie PO₄ z NO₃
Azot i fosfor są podstawowymi składnikami kontrolującymi produkcję biologiczną w wodach morskich.
Więc nie tylko:
MP ↔ PO₄
ale:
MP ↔ NH₄⁺ / NO₂⁻ / NO₃⁻ / PO₄
i dodatkowo:
N:P
Czyli możesz sprawdzić, czy obecność mikroplastiku wiąże się ze zmianami w stosunku azotu do fosforu.
5. W Bałtyku może to mieć znaczenie dla eutrofizacji
Jeżeli mikroplastik tworzy biofilm bogaty w mikroorganizmy, może uczestniczyć w lokalnym obiegu:
N + P → wzrost mikroorganizmów → biofilm → materia organiczna → mineralizacja → N + P
Czyli mikroplastik potencjalnie staje się elementem obiegu biogenów, a nie tylko zanieczyszczeniem fizycznym.
6. Ale jest jeszcze jedna ważna rzecz: typ mikroplastiku
Efekt może być różny dla:
- PE – poliestru
- PP – polipropylenu
- PS – polistyrenu
- PET – polietylenu
- PVC – poliwinylu
oraz dla:
- świeżego plastiku,
- starzonego plastiku,
- plastiku pokrytego biofilmem.
Dlatego jeżeli analizujesz mikroplastik, warto rozróżnić polimer, a nie tylko liczbę cząstek/L.
Można stworzyć bardzo prosty model:
MIKROPLASTIK
↓
plastisfera / biofilm
↓
mikroorganizmy
↓
┌───────────────┬───────────────┐
↓ ↓
przemiany N przemiany P
NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻ PO₄³⁻ ↔ biomasa
↓ ↓
denitryfikacja mineralizacja
└───────────────┴───────────────┘
↓
zmiana dostępności biogenów
Szczególnie wartościowe byłoby oznaczenie:
MP + NH₄ + NO₃ + PO₄ + O₂ + pH + temperatura
i porównanie np. wody przy ujściu rzeki vs. wody Zatoki Gdańskiej.
Wtedy możesz sprawdzić, czy w miejscach o większym obciążeniu mikroplastikiem występuje również inny profil biogenów i czy zależność utrzymuje się po uwzględnieniu zasolenia, temperatury i innych czynników.