Chapter 2
Identification and Remediation of Plastics
as Water Contaminant
Zaman Tahir, Muhammad Shahid Nazir, Masoom Fatima, Sadaf ul Hassan,
Zulfiqar Ali, and Mohd Azmuddin Abdullah
Contents
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1.1
The Plastic Consumption per Person . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.1.2
The Top 20 River Sources into the Oceans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.1.3
Classification of Plastics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.1.4
Types of Industrial Plastic Wastes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.1.5
How Plastic Is Getting into Our Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.1.6
Sources of Water Pollution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.1.7
Sources of Plastic Contamination in the Ecosystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.2 Techniques for the Identification of Plastic as Water Contaminant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.2.1
Physical and Chemical Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.2.2
Advanced Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.3 The Impacts of Plastic Ingestions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.1
Effects on Human, Wildlife, and the Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.2
Effects on Marine Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.4 Remediation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.4.1
Primary Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.4.2
Mechanical Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.4.3
Degradation of Thermoplastic Polyolefin and Additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.4.4
Photodegradation and Biodegradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.5
Solutions to Marine Plastic Debris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.6
Plastic Waste Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Z. Tahir · Z. Ali
Department of Chemical Engineering, COMSATS University Islamabad, Islamabad, Pakistan
e-mail: zulfiqar.ali@cuilahore.edu.pk
M. S. Nazir (*) · M. Fatima · S. ul Hassan
Department of Chemistry, COMSATS University Islamabad, Islamabad, Pakistan
e-mail: shahid.nazir@cuilahore.edu.pk; masoomfatima@cuilahore.edu.pk;
sadafulhassan@cuilahore.edu.pk
M. A. Abdullah (*)
Institute of Marine Biotechnology, Universiti Malaysia Terengganu, Kuala Terengganu,
Terengganu, Malaysia
e-mail: azmuddin@umt.edu.my; joule1602@gmail.com
© The Editor(s) (if applicable) and The Author(s), under exclusive license to
Springer Nature Switzerland AG 2021
Inamuddin et al. (eds.), Water Pollution and Remediation: Organic Pollutants,
Environmental Chemistry for a Sustainable World 54,
https://doi.org/10.1007/978-3-030-52395-4_2
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Identification and Remediation of Plastics
as Water Contaminant
Zaman Tahir, Muhammad Shahid Nazir, Masoom Fatima, Sadaf ul Hassan,
Zulfiqar Ali, and Mohd Azmuddin Abdullah
Contents
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1.1
The Plastic Consumption per Person . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.1.2
The Top 20 River Sources into the Oceans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.1.3
Classification of Plastics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.1.4
Types of Industrial Plastic Wastes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.1.5
How Plastic Is Getting into Our Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.1.6
Sources of Water Pollution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.1.7
Sources of Plastic Contamination in the Ecosystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.2 Techniques for the Identification of Plastic as Water Contaminant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.2.1
Physical and Chemical Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.2.2
Advanced Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.3 The Impacts of Plastic Ingestions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.1
Effects on Human, Wildlife, and the Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.2
Effects on Marine Life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.4 Remediation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.4.1
Primary Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.4.2
Mechanical Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.4.3
Degradation of Thermoplastic Polyolefin and Additives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.4.4
Photodegradation and Biodegradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.4.5
Solutions to Marine Plastic Debris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
2.4.6
Plastic Waste Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Z. Tahir · Z. Ali
Department of Chemical Engineering, COMSATS University Islamabad, Islamabad, Pakistan
e-mail: zulfiqar.ali@cuilahore.edu.pk
M. S. Nazir (*) · M. Fatima · S. ul Hassan
Department of Chemistry, COMSATS University Islamabad, Islamabad, Pakistan
e-mail: shahid.nazir@cuilahore.edu.pk; masoomfatima@cuilahore.edu.pk;
sadafulhassan@cuilahore.edu.pk
M. A. Abdullah (*)
Institute of Marine Biotechnology, Universiti Malaysia Terengganu, Kuala Terengganu,
Terengganu, Malaysia
e-mail: azmuddin@umt.edu.my; joule1602@gmail.com
© The Editor(s) (if applicable) and The Author(s), under exclusive license to
Springer Nature Switzerland AG 2021
Inamuddin et al. (eds.), Water Pollution and Remediation: Organic Pollutants,
Environmental Chemistry for a Sustainable World 54,
https://doi.org/10.1007/978-3-030-52395-4_2
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