Effect of soil microplastics on the enzymatic activity of soil urease.

Badanie reakcji hydrolizy mocznika katalizowanej przez ureazę glebową, inhibicji tej reakcji oraz poszukiwanie inhibitorów ureazy są ważnymi zagadnieniami w chemii środowiska. Ureaza to jeden z ważniejszych enzymów występujących w glebie. Jest wytwarzany przez bakterie glebowe. Znajduje się on w komórkach bakterii oraz bezpośrednio w glebie. Odpowiada on za rozkład mocznika do amoniaku, uczestnicząc tym samym w obiegu azotu w przyrodzie. Działanie ureazy jest również kluczowe dla przyswajania azotu przez rośliny. Celem pracy było zbadanie wpływu mikroplastiku, składającego się z polimerów takich jak: polistyren, polipropylen, poli(tereftalan etylenu), poli(chlorek winylu) oraz tlenku tytanu(IV) na aktywność enzymatyczną ureazy glebowej. Mikroplastik są to różnego rodzaju fragmenty tworzyw, mieszczące się w przedziale wielkości od 0,1μm do 5mm. Występuje on w glebie bardzo często ze względu na wykorzystanie tych tworzyw zarówno w rolnictwie oraz w różnych gałęziach przemysłu. Natomiast tlenek tytanu(IV) ma zastosowanie w farbach, kosmetykach, lekach oraz jako dodatek do tworzyw sztucznych. Wykazano, że wpływ mikroplastiku na aktywność ureazy glebowej wykazuje dużą zmienność. Ma on dużą zdolność adsorbcji. Może on adsorbować metale ciężkie i w połączeniu z nimi zmieniać aktywność ureazy. Mikroplastik może również działać na kolonie bakterii, które wytwarzają ureazę powodując zmiany stężenia ureazy w glebie.

The study of the urea hydrolysis reaction catalysed by soil urease, the inhibition of this reaction and the search for urease inhibitors are important issues in environmental chemistry. Urease is one of the most important enzymes found in soil. It is produced by soil bacteria. It is found in bacterial cells and directly in the soil. It is responsible for the breakdown of urea into ammonia, thus participating in the nitrogen cycle in nature. The action of urease is also crucial for the uptake of nitrogen by plants. The aim of this study was to investigate the effect of microplastics, consisting of polymers such as polystyrene, polypropylene, poly(ethylene terephthalate), poly(vinyl chloride) and titanium(IV) oxide, on the enzymatic activity of soil urease. Microplastics are various types of plastic fragments, ranging in size from 0.1μm to 5mm. They are very common in soil due to the use of these plastics both in agriculture and in various industries. Titanium(IV) oxide, on the other hand, has applications in paints, cosmetics, medicines and as an additive to plastics. The effect of microplastic on soil urease activity has been shown to be highly variable. It has a high adsorption capacity. It can adsorb heavy metals and, in combination, alter urease activity. Microplastic can also act on bacterial colonies that produce urease causing changes in soil urease concentration.