I de seneste årtier har den hurtigt stigende globale produktion af plast og forkert bortskaffelse og manglende genanvendelse af plastaffald ført til miljøforurening, der har påvirket marine og terrestriske økosystemer ^1,2,3. Plastmaterialer er afgørende for moderne landbrug, især for at dyrke grøntsager, små frugter og andre specialafgrøder. Deres anvendelse som mulchfilm, høje og lave tunnelbelægninger, dryptape og andre applikationer sigter mod at forbedre afgrødeudbyttet og kvaliteten, sænke produktionsomkostningerne og fremme bæredygtige landbrugsmetoder ^4,5. Den voksende anvendelse af “plasticulture” har imidlertid rejst bekymringer om dannelse, distribution og opbevaring af plaststykker i landbrugsmiljøer. Efter en kontinuerlig fragmenteringsproces forårsaget af brude gennem miljøforringelse i løbet af levetiden danner større plastfragmenter mikro- og nanoplastik (MNP’er), som fortsætter i jorden eller migrerer til tilstødende vandveje via vandafstrømning og vind ^6,7,8. Miljøfaktorer såsom ultraviolet (UV) stråling gennem sollys, mekaniske kræfter af vand og biologiske faktorer udløser plastisk nedbrydning af miljømæssigt spredt plast, hvilket resulterer i nedbrydning af større plastfragmenter i makro- eller mesoplastpartikler ^9,10. Yderligere defragmentering danner mikroplast (PARLAMENTSMEDLEMMER) og nanoplastik (NP’er), der afspejler partikler af gennemsnitlig størrelse (nominel diameter; d_p) på henholdsvis 1-5000 μm og 1-1000 nm¹¹. Den øvre d_p-grænse for NP’er (dvs. en nedre grænse for parlamentsmedlemmer) er imidlertid ikke universelt aftalt, og i flere papirer er dette angivet som 100 nm¹².

MNP’er fra plastaffald udgør en ny global trussel mod jordens sundhed og økosystemtjenester. Adsorption af tungmetaller fra ferskvand af parlamentsmedlemmer førte til en 800 gange højere koncentration af tungmetaller sammenlignet med det omgivende miljø¹³. Desuden udgør parlamentsmedlemmer i akvatiske økosystemer flere stressfaktorer og forurenende stoffer ved at ændre lysindtrængning, forårsage iltsvind og forårsage vedhæftning til forskellige biota, herunder penetration og ophobning i vandorganismer¹⁴.

Nylige undersøgelser tyder på, at MNP’er kan påvirke jordgeokemi og biota, herunder mikrobielle samfund og planter 15,16,17. Desuden truer NP’er fødenettet 17,18,19,20. Da MNP’er let gennemgår vertikal og vandret transport i jord, kan de transportere absorberede forurenende stoffer såsom pesticider, blødgørere og mikroorganismer gennem jorden til grundvand eller akvatiske økosystemer såsom floder og vandløb 21,22,23,24. Konventionel landbrugsplast såsom mulchfilm er lavet af polyethylen, som skal fjernes fra marken efter brug og bortskaffes på lossepladser. Ufuldstændig fjernelse fører imidlertid til betydelig ophobning af plastaffald i jord ^9,25,26. Alternativt er jordbionedbrydelige plastmuld (BDM’er) designet til at blive dyrket i jorden efter brug, hvor de vil nedbrydes over tid. BDM’er forbliver dog midlertidigt i jorden og nedbrydes gradvist og fragmenteres til parlamentsmedlemmer og NP’er ^9,27.

Mange nuværende miljøøkotoksikologiske og skæbneundersøgelser anvender idealiserede og ikke-repræsentative parlamentsmedlemmer og NP’er modelmaterialer. De mest almindeligt anvendte surrogat-MNP’er er monodisperse polystyrenmikro- eller nanosfærer, som ikke afspejler de faktiske MNP’er, der bor i miljøet^12,28. Derfor kan udvælgelsen af ikke-repræsentative parlamentsmedlemmer og NP’er resultere i unøjagtige målinger og resultater. Baseret på manglen på passende model-ΜNP’er til terrestriske miljøundersøgelser var forfatterne motiverede til at forberede sådanne modeller fra landbrugsplast. Vi har tidligere rapporteret om dannelsen af MNP’er fra BBM’er og polyethylenpellets gennem mekanisk fræsning og slibning af plastpellets og filmmaterialer og MNP’ernes dimensionelle og molekylære egenskaber²⁹. Det nuværende papir giver en mere detaljeret protokol til forberedelse af MNP’er, der kan anvendes mere bredt på al landbrugsplast, såsom mulchfilm eller deres pelleterede råmaterialer (figur 1). Her, for at tjene som et eksempel, valgte vi en mulchfilm og sfæriske pellets af den bionedbrydelige polymer polybutylenadipatterephthalat (PBAT) til at repræsentere landbrugsplast.