Sollys nedbryder polystyren hurtigere end forventet

En undersøgelse offentliggjort af forskere ved Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) viser, at polystyren, en af ​​verdens mest allestedsnærværende plast, kan nedbrydes i årtier eller århundreder, når de udsættes for sollys, frem for tusinder af år som tidligere troet. Undersøgelsen blev offentliggjort den 10. oktober, 2019, i journalen Miljøvidenskab og teknologi breve .

"Lige nu, politikere går generelt ud fra, at polystyren holder evigt i miljøet, "siger Collin Ward, en marin kemiker ved WHOI og hovedforfatter af undersøgelsen. "Det er en del af begrundelsen for at skrive politik, der forbyder det. En af vores motiver for denne undersøgelse var at forstå, om polystyren faktisk varer evigt. Vi siger ikke, at plastikforurening ikke er dårlig, bare at polystyrens persistens i miljøet kan være kortere og sandsynligvis mere kompliceret, end vi tidligere forstod. Chancen for skader på miljøet gennem årtier er stadig tilgængelig. "

Polystyren er rutinemæssigt blevet påvist i verdenshavene siden 1970'erne. Tanken om, at sollys nedbryder plast er ikke noget nyt, Ward siger:"Se bare på legetøj af plastlegetøj, parkbænke, eller græsplænestole, som hurtigt kan blive solbleget. "WHOI-undersøgelsen viser, at sollys ikke bare får plasten til at bryde fysisk ned, dog - det får dem også til at nedbrydes kemisk til opløst organisk kulstof og spormængder af kuldioxid, på alt for lave niveauer til at påvirke klimaændringerne. Når plastik gennemgår denne transformation, dens oprindelige form forsvinder fra miljøet, og det bliver helt nye biprodukter, der ikke kan ses med det blotte øje. I betragtning af hvordan denne transformation sker, vil det være en vigtig del af at estimere, hvor meget plastik der faktisk er ude i miljøet, tilføjer han.

Tidligere skøn over, hvor hurtigt polystyren nedbrydes, var baseret på et andet sæt antagelser, Siger Ward. Tidligere undersøgelser har stort set fokuseret på den rolle, mikrober spiller i nedbrydning af dem, frem for at overveje andre faktorer som sollys. Det er ikke helt overraskende, siger Chris Reddy, en marin kemiker ved WHOI og medforfatter på papiret. Plast er bare en anden form for organisk kulstof, og formodentlig ville mikrober "spise det" - men han advarer om, at mikrober er smarte og selektive, også. Polystyrens kemiske struktur er kompleks og omfangsrig med en ringbaseret rygrad, der vil dæmpe mikrober eller bare gøre plasten ikke umagen værd.

"Selvom den ringbaserede rygrad af polystyren gør det til et svært mål for mikrober, det er den perfekte form og størrelse til at fange bestemte solfrekvenser, "Tilføjer Ward. Absorberer, at energi kan bryde kulstofbindingerne fra hinanden.

I laboratoriet, forskerne testede, om sollys kunne transformere polystyren ved at afsløre fem forskellige prøver af kommercielt tilgængeligt polystyren. Gruppen nedsænkede hver af dem i forseglede glasbeholdere med vand og skinnede lys på dem fra en solsimulator, en lampe, der replikerer sollysets frekvenser. Forskerne indsamlede derefter CO2 og forbindelser, der opløses i vandet.

Med en række forskellige kemiske værktøjer, herunder et rumstort accelerator-massespektrometer, Ward og kolleger sporede oprindelsen til kulstofatomer, der findes både i CO2 og filtreret vand. "Vi brugte flere metoder til at gøre dette, og de pegede alle på det samme resultat:sollys kan omdanne polystyren til CO2. Men vi har brug for mere forskning for at forstå, hvad der sker med de andre produkter, der opløses i vand, "siger Ward.

Undersøgelsen fandt også, at tilsætningsstoffer til polystyren, som kan bestemme dens farve, fleksibilitet, og andre fysiske træk, spiller en stor rolle i sammenbrud. "Forskellige tilsætningsstoffer synes at absorbere forskellige solfrekvenser, som påvirker hvor hurtigt plasten nedbrydes, "Siger Reddy.