Plast er nu en del af vores planets stof - en forsker og arkæolog diskuterer, hvad der derefter sker

Dette er en artikel fra Head to Head, en serie, hvor akademikere fra forskellige discipliner tygger på aktuelle debatter. Fortæl os, hvad du ellers vil have dækket - alle spørgsmål er velkomne. Detaljer om, hvordan du kontakter os, findes i slutningen af ​​artiklen.

Sharon George :Plast er indgroet i vores hverdag. Siden 1950 har det anslås, at vi har produceret milliarder af tons plastik, og det meste af dette genbruges ikke.

Plast har spredt sig rundt om i verden gennem oceaner, floder og luft til alle dele af planeten. I floder og oceaner, plast bevæger sig store afstande og findes nu lige igennem oceanernes vandsøjle, fra overfladen til de dybeste skyttegrave.

Vi ved endnu ikke, hvor længe dette materiale vil herske i disse miljøer, men det vil helt sikkert være længere end levetiden for den person, der brugte det. Og det ophobes. Denne indvirkning, som stigende CO₂ -niveauer, er menneskeskabt. Ingen mængde genbrugsordninger og havrensninger vil helt fjerne det mærke, vi har efterladt. Plast er et ar, der forhåbentlig vil advare kommende generationer om dårskab om uholdbart overforbrug.

Matt Edgeworth :Samt spredes gennem luften, floder og havstrømme, plast finder vej til jord, lossepladser og dybe havsedimenter. Som sådan, de infiltrerer i lag - lag af sten og mudder i jorden - og bliver dermed en del af de arkæologiske og geologiske optegnelser. De findes ikke kun i overflademiljøer, hvor de er meget synlige, men kommer også ind i undergrundslag.

I nogle af disse begravede miljøer, plastgenstande har en god chance for at blive fossiliseret - en proces, hvorved det hårde materiale kan forfalde eller opløses, men dens ydre form overlever som en form, der derefter bliver fyldt med andre mineraler og bliver en støbning af det originale objekt. På denne måde, velkendte former for almindelige plastgenstande, såsom sugerør, kan overleve som spor i jorden, ikke kun for et par hundrede, men i millioner af år.

En kort historie om plast

Sharon :Polymerer fra naturlige materialer blev brugt af mennesker allerede i 1200BC, da Olmec -folket brugte latex og vinekstrakt til at lave gummi. I 1840'erne, svovl blev brugt til at vulkanisere gummi, stabilisere det og gøre dækproduktion mulig.

Et nært beslægtet materiale, gutta-percha, er en naturlig latex. Denne tidlige termoplast blev brugt fra midten af ​​1800-tallet, gør det muligt at lægge telegrafledninger i bunden af ​​havet og at isolere elektriske ledninger. Andre naturlige polymerer, der ligner moderne plast, blev udviklet af cellulose, et naturligt protein, der findes i træ. Den første, parkesine, blev udviklet til at producere celluloid i 1870, et medie til biograffilm.

Men det var i det 20. århundrede, at plast virkelig tog fart. I 1907, Leo Baekeland opfandt den første syntetiske plast, bakelit, fra fossile brændstofbaserede kemikalier. Disse revolutionerende plastmaterialer var lette at forme og kunne hurtigt masseproduceres. Disse materialer var populære, billig og bygget til at holde. Udviklingstempoet steg og i 1935 andre polymerer, såsom polystyren, polyester, PVC, polyethen og nylon blev alle fremstillet af fossile brændstoffer.

Matt :Det er et glimrende historisk resumé af plast som et moderne materiale. Men som arkæolog, Jeg ser udviklingen af ​​plast som en del af et meget længere og bredere sæt teknologiske tendenser, strækker sig tilbage over de sidste 20, 000 år eller deromkring til det første udseende af "nye materialer" i lag.

Nye materialer er kendetegnet ved deres geologiske nyhed, været uden fortilfælde i tidligere indskud. Lavet af mennesker frem for ved en naturlig proces, de er helt nye i Jordens fire og en halv milliard år lange historie. Keramik dukkede først op - derefter mursten og fliser, glas, metallegeringer, beton, papir og så videre. Kig i enhver skraldespand i dag, og du finder alle disse nye materialer og mere i overflod af ting, der er smidt væk.

Plast kan være en relativt ny udvikling, men de er en del af denne tendens mod større diversificering af menneskeligt fremstillede materialer, som alle til sidst finder vej i jorden.

Mængden af ​​plastik vi begraver

Sharon :På trods af deres relative nyhed og varighed, vi fortsætter med at producere og hælde plast i miljøet. I dag menes det, at omkring 80% af de 8,3 milliarder tons plastik, der nogensinde er fremstillet, stadig er et sted derude.

Matt :En stor del af plastaffaldet bliver dumpet på losseplads, hvor det forbliver "ude af syne, ude af sindet. "Det, vi ser i havene, er kun den mere synlige spids af et stort set usynligt isbjerg.

Lad mig give et eksempel. Tæt på mit hjem i det sydlige Bedfordshire er en række deponerede stenbrud, nu lave kunstige bakker. De gamle lergrave, nogle af dem over en kilometer bred og op til 55m dyb, lavede praktiske beholdere til lossepladsaffald fra London og andre nærliggende byer og byer fra 1980'erne. Selv når gruberne var fulde til randen, mere losseplads blev hævet op for at danne bakker.

Hvis du står på toppen af ​​den højeste af disse nyoprettede bakker, hvor det tidligere stenbrud var dybest, over 65m komprimeret losseplads ligger direkte under dine fødder. På lossepladser af lignende alder i USA, andelen af ​​plast viste sig at være 20-24 vol% ved sortering, reduceres til ca. 16 volumenprocent, når den komprimeres i jorden. Forudsat den samme andel af plast på dette sted, det ville svare til et lag plast 10 m tykt.

I mellemtiden, lossemateriale forbliver på ingen måde altid, hvor det er blevet deponeret. For eksempel, mange tusinde lossepladser er beliggende i lavlandssituationer og derfor udsat for risiko fra havindfald, især i lyset af den forventede havstigning på grund af klimaændringer. Kyst erosion, flodoversvømmelser og tsunamier kan decimere lossepladser, forlader det tungere materiale, hvor det er, men tager det lettere og mere mobile materiale som f.eks. plastik væk. En betydelig del af plasten, der i øjeblikket er i havene, stammer fra oversvømmede lossepladser.

At flygte ud i miljøet

Sharon :Når plast slipper ud af lossepladsen, vil det fortsat nedbrydes til mindre fragmenter. Det kan indtages af væsner som fugle og fisk og komme i drikkevand. Mikroplast og nanopartikler viser sig allerede i vores fødekæde og postevand.

Risikoen for menneskers sundhed ved indtagelse af nanoplast er ikke fuldt ud kendt. Men med stigende tal, vores eksponering vil sandsynligvis stige, og folk, der er afhængige af fiskeri fra stærkt forurenede regioner, vil blive mere udsatte.

Forureningen ødelægger dyrelivet, med at dyr bliver viklet ind eller indtager plastikken. Omkring 90% af havfuglene har indtaget plast. Vi tilføjer hvert år omkring 8 mio. Ton affald til havet, og medmindre denne strøm af affald afbrydes, problemet kommer til at blive meget værre.

Matt :Men med alt fokus i dag på den skade, plast forårsager i floder og oceaner, er der ikke en fare for, at plastaffald på lossepladsen kan ses som et mindre kontroversielt alternativ? Ved bekvemt at begrave det ude af syne, ofte uvidende om, at det kan blive frigivet tilbage i det bredere miljø på et senere tidspunkt, opbevarer vi bare problemer til fremtidige generationer? Skal vi ikke fokusere på farerne ved bortskaffelse af plast i jorden såvel som i vand?

Sharon :Ja, vi bør fokusere på farerne ved bortskaffelse af plast på jorden såvel som i vand. Jeg tror, ​​at der er en reel fare for, at folk kan antage, at låsning af det på lossepladsen betyder, at det bliver siddende, indtil det endelig nedbrydes.

Hvor lang tid plast tager at forfalde

Matt :Det antages generelt, at plast vil henfalde på få hundrede år eller mindre, men mere videnskabelig forskning skal foretages på dette afgørende punkt. Det forekommer sandsynligt, at plastik i havet relativt hurtigt nedbrydes i mikropartikler, at blive indtaget i fødekæden eller på anden måde synke ned i sedimentet på havbunden.

Men plast begravet i jorden kan vise sig at være meget længerevarende. Arkæologiske undersøgelser viser, at nogle moderne lossepladser er så tæt lukkede og lukkede, at de beskytter materiale inden for erosive kræfter, effektivt mumificere dem. Hverken regn eller sollys eller luft kan trænge ind, og nedbrydningsprocesser bremser typisk efter 20 år eller deromkring. I et sådant kunstigt beskyttet miljø, materialer som papir og plast kan overleve overraskende lange tider.

Sharon :Dybhavsmiljøer ved lav temperatur, lavt lys, der forhindrer nedbrydning af fotos og højere tryk, menes også at have en bevarende effekt. Men losseplads kunne også bare bevare dette affald? Det er fantastisk at tænke på, at fremtidige arkæologiske fund kan være de dagligdagsartikler og gadgets, vi bruger i dag.

Matt :Godt, en nylig udgravning af Atari-computerspilprodukter, der blev begravet 10 meter nede på en losseplads i New Mexico i 1983, afslørede, at plastspilpatronerne med tilhørende emballage og svindindpakning viste lidt tegn på nedbrydning efter 30 år i jorden! De patroner, der ikke blev knust, kunne stadig spilles, og blev solgt på eBay for tusindvis af dollars.

Genbrug virker ikke

Sharon :På trods af sin holdbarhed, vi bruger plastik, som om det er engang. Bestræbelser på at genbruge har vist sig at være alvorligt fejlbehæftede, med forsyningskæder til affald ikke alt, hvad de syntes.

Tidligere på året blev det rapporteret, at Storbritannien sender omkring halvdelen af ​​sin genbrug til udlandet med utilstrækkelig kontrol af, hvad der egentlig skete med det. Systemet viste sig at være åbent for svindel, fører til bekymring for, at affaldet i stedet for at blive genanvendt blev dumpet på losseplads, floder og oceaner. Eksportører af britisk affald udsendte forurenet og værdiløst blandet affald og hævdede bedragerisk de genoprettelsessedler, som de derefter ville sælge.

Det er klart, at genbrug alene, i sin nuværende form, virker ikke. Vi skal enten stoppe med at bruge plast eller finde alternative veje til bortskaffelse af plastaffald på en mere bæredygtig måde. Forbrugerne er meget mere bevidste om plastens indvirkning på miljøet og er modtagelige for ændringer, men der er begrænsede valgmuligheder.

Matt :Ja. Vi skal undersøge mulige alternativer, for eksempel ved at genbruge plast i store ingeniørprojekter som f.eks. vej- og bygningskonstruktion. Der er i øjeblikket lovende projekter i gang, der ser på muligheden for at bruge forarbejdet plastaffald som erstatningsaggregat i betonfremstilling.

Sharon :Brug af plastaffald til at erstatte råvarer giver god mening. Pyrolyse er en rigtig god måde at nedbryde plasten til at producere råvarer.

Vi kunne også udvikle nye måder at nedbryde det hurtigere i nyttige kemiske komponenter. En måde ville være at fordøje plasten ved hjælp af enzymer. Der er fundet svampe og bakterier, der har smag for plastik og kan bryde det ned for at kunne bruge kulstoffet fra det. Forskere i Portsmouth forsøgte at reproducere det enzym, som PET-spisende bakterier bruger, og ved et uheld producerede et endnu mere effektivt enzym.

Oparbejdning af plasten på denne måde ville hjælpe med at reducere mængden af ​​affald, der opbygges som forurening. Langsigtet, selvom vi holder op med at hælde dette affald ud i vores miljø, vi vil stadig smide millioner af fibre og mikroplastik ved at vaske syntetisk tøj og nedslidte dæk.

Problemet er, at konventionel plast bare er for billig. En prisstigning ville gøre konkurrencevilkårene mere ensartede for at gøre brugen af ​​ny plast dyrere i forhold til genanvendt plast. Fordi prisen på plastik bør omfatte de sande omkostninger til bortskaffelse. Hvis dette var tilfældet, så havde vi råd til bedre affaldssortering og mere levedygtige genbrugsfaciliteter for at forhindre eksport af affald.

Matt :Vi er begge enige om, at mængden af ​​plast, der produceres og kasseres uden at blive genbrugt, gør uoprettelig skade på andre skabninger og levesteder. Så meget plastik kvæler flod- og havmiljøer, at mange former for liv er truet. Så meget plast kommer ind i geologiske cyklusser, at det skaber et betydeligt stratigrafisk signal fra antropocenen i sig selv. Selv når selve plasten er nedbrudt, nogle af de plastgenstande, der nu strøer havbunden, kan bevares som sporfossiler i sedimentære sten.

Vi kan forestille os at tage en sten op om titusinder af millioner år og finde - i stedet for tidligere havdyrs skaller - bomuldsløgs former, kaffe skeer, fiskenet, CD -tilfælde, vandflasker, biros…

Sharon :og spilpatroner.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.