Nedbrydning af plastisk nedbrydning

Forestil dig disse tre ting på bordet foran dig:en revet regnjakke, en utæt kuglepen og en tom sandwichpose.

Forestil dig nu, at i stedet for at lægge disse ting i skraldespanden, du går udenfor, slip dem på jorden, og efterlad dem der. Hvad ville der ske med disse varer over tid? Ville solens UV-stråler få pennen til at blive skør og revne fra hinanden? Ville vind og regn fremskynde jakkens forringelse? Hvor lang tid ville det tage for posen at bryde ned i fragmenter for små til at samle sig igen?

Joana Sipe, en ph.d. studerende, der arbejder i laboratoriet hos professor Mark Wiesner i civil- og miljøteknik, undersøger, hvordan almindelig plast nedbrydes. Hun fokuserer specifikt på virkningerne af mekanisk nedbrydning, som hvordan plastik, der ender i miljøet, nedbrydes af vindens kræfter, sand og surf.

Vi har produceret mere end 18 billioner tons plastik siden 1950'erne, og smidt det meste væk. En forbløffende mængde er havnet i vores vandløb, floder og oceaner. Over tid, Sipe sagde, stykker primær plastik – alt fra tandtråd til slikpapir – bliver små nok til, at dyr kan forveksle dem med madstykker. Til sidst, disse sekundære plastik bliver så små, at de forsvinder ude af syne, men ikke fra eksistensen.

"USA har det mest beskidte vand i verden, med hensyn til mikroplastik forurening, " sagde Sipe. "Der er ni plastikmikropartikler i hver liter vand. Vi ved ikke, hvordan det vil påvirke toksiciteten. Partiklerne bioakkumuleres, også, og vi er lige begyndt at forstå disse sundhedseffekter. Vi ved ikke præcis, hvor meget plastik vi har lagt i miljøet, og vi ved ikke, hvordan vi renser det. Vi er i gang med bevidsthedstilstand. "

Sipe knægter ikke selv, at vi kan afslutte vores plastik vane kolde kalkun. Men hun er interesseret i at udvikle anbefalinger til mere oplyst plastbrug, herunder valg, der bryder mindre ned i miljøet. Hun startede, derfor, ved at indsamle data om seks af de mest brugte plastik:nylon, polycarbonat, termoplastisk polyurethan, højstyrket polystyren, polyethylenterephthalatglycol og polymælkesyre. Sipe formede hvert materiale til en "hundeknogle" og trak det derefter fra hinanden for at karakterisere dets styrke, før hvert materiale udsættes for konstant slid i en maskine designet til langsomt at slibe væk på det.

Hendes teori var ret ligetil. "Vi troede, jo stærkere plastik, jo færre mikroplast det ville generere, " sagde Sipe. "Men vi fandt ud af, at det faktisk ikke var tilfældet." Der var ingen direkte sammenhæng mellem et individuelt mål for styrke og modstandsdygtighed over for slid; nogle plasttyper blev slidt meget tungere under et sandpapir med korn 80 end korn 100, for eksempel, eller brød ned til større partikler end forventet.

I den virkelige verden, Sipe sagde, at forudsige, hvordan materialerne nedbrydes, kompliceres yderligere af det forbløffende antal plastformuleringer, mennesker har udtænkt. Der er utallige størrelser og former af plastik, og mange sammensætninger - de kan fremstilles som kugler eller rør og derefter farves og duftes, eller behandlet med tilsætningsstoffer for at gøre dem blødere, hårdere eller antimikrobiel.

Det hun har haft ganske stor succes med, sagde Sipe, efterligner den kraft, der genereres af almindeligt slid på specifikke plastprodukter – som at tygge på en plastikpen, eller slæbe sålerne på dine tennissko langs fortovet.

Sipe overvejer de næste skridt, der ville gøre hendes eksperiment endnu mere værdifuldt. Hun mener, at det vil være særligt nyttigt at modellere forskydningsspænding genereret af kraften fra en havbølge i kombination med slibepotentialet i forskellige sedimenter, som grus og sand.

"Hvis vi kan korrelere mekaniske egenskaber til nedbrydning, vi kan besvare spørgsmål som 'Hvis du smed en vandflaske i havet, hvor mange mikroplastikpartikler ville det bryde ind i?'" sagde Sipe. "Til sidst, vi ønsker at sætte disse data i modeller, der vil være nyttige for beslutningstagere og risikovurderere. "