نور خورشید سریعتر از حد انتظار پلی استایرن را تجزیه می کند

October 15, 2019
برخی پلاستیک‌ها در اثر نور خورشید تجزیه می‌شوند

مطالعه‌ای که توسط محققان موسسه اقیانوس‌شناسی Woods Hole (WHOI) منتشر شده است. نشان می‌دهد که پلی استایرن، یکی از رایج‌ترین پلاستیک‌های جهان، می‌تواند توسط نور خورشید در دهه‌ها یا قرن‌ها تجزیه شود، نه هزاران سال پیش. این مطالعه اخیراً در مجله Environmental Science and Technology Letters منتشر شده است.

پلی استایرن به طور معمول از دهه 1970 در اقیانوس های جهان شناسایی شده است. وارد می‌گوید این ایده که نور خورشید باعث تخریب پلاستیک‌ها می‌شود، جدید نیست: «فقط به اسباب‌بازی‌های پلاستیکی، نیمکت‌های پارک یا صندلی‌های آفتاب‌گیر که می‌توانند به سرعت توسط خورشید سفید شوند، نگاه کنید. مطالعه جدید نشان می‌دهد که نور خورشید نه‌تنها می‌تواند پلاستیک‌ها را از نظر فیزیکی تجزیه کند، بلکه می‌تواند آنها را از نظر شیمیایی به کربن‌های آلی محلول و اثری از دی‌اکسید کربن تجزیه کند، در سطحی بسیار پایین که نمی‌تواند بر تغییرات آب و هوایی تأثیر بگذارد. هنگامی که پلاستیک دستخوش این دگرگونی می شود، شکل اصلی آن از محیط محو می شود و محصولات جانبی کاملا جدیدی ایجاد می کند که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند. این سوال که چگونه این دگرگونی عمل می کند، بخش مهمی از تخمین میزان پلاستیک موجود در محیط خواهد بود.

«در حال حاضر، سیاستگذاران عموماً معتقدند که کالین وارد، شیمیدان دریایی در WHOI و نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: پلی استایرن برای همیشه در محیط باقی می ماند. "این بخشی از توجیه ممنوعیت آنها توسط سیاست است." یکی از انگیزه های ما برای این مطالعه این بود که بفهمیم آیا پلی استایرن واقعا برای همیشه ماندگار است یا خیر. "ما نمی گوییم که آلودگی پلاستیک بد نیست، فقط می گوییم که ماندگاری پلی استایرن در محیط زیست می تواند کوتاه تر و احتمالاً پیچیده تر از آنچه تاکنون فهمیده ایم باشد، و شانس چندین دهه آسیب زیست محیطی هنوز وجود دارد." div>

وارد توضیح می‌دهد که تخمین‌های قبلی از سرعت انحلال پلی استایرن بر اساس مجموعه‌ای از فرضیات متفاوت بود. مطالعات قبلی بیشتر بر نقش میکروب‌ها در تخریب متمرکز شده‌اند تا عوامل دیگری مانند نور خورشید. کریس ردی، شیمی‌دان دریایی سازمان جهانی بهداشت و یکی از نویسندگان مطالعه حاضر، می‌افزاید که این تعجب‌آور نیست. پلاستیک فقط شکل دیگری از کربن آلی است و احتمالاً میکروب‌ها آن را می‌خورند - اما هشدار می‌دهد که میکروب‌ها نیز هوشمند و انتخابی هستند. ساختار شیمیایی پلی استایرن پیچیده و حجیم است.

"اگرچه ساختار پلی استایرن هدف دشواری برای میکروب ها است، اما شکل و اندازه مناسبی برای جذب برخی موارد دارد. وارد می‌افزاید: فرکانس‌های نور خورشید. جذب این انرژی می تواند پیوندهای کربنی را از بین ببرد.

در آزمایشگاه، محققان پنج نمونه مختلف از پلی استایرن تجاری موجود را آزمایش کردند. آنها هر نمونه را در ظروف شیشه ای مهر و موم شده با آب فرو بردند و در معرض یک شبیه ساز خورشیدی قرار دادند، لامپی که فرکانس های نور خورشید را شبیه سازی می کند. سپس دانشمندان CO2 و ترکیباتی را که در آب حل شده بودند جمع آوری کردند.

وارد و همکارانش با انواع ابزارهای شیمیایی از جمله طیف سنج جرمی منشا کربن را ردیابی کردند. اتم هایی که هم در CO2 و هم در آب تصفیه شده یافت می شوند. "ما از چندین روش برای انجام این کار استفاده کردیم و همه آنها به یک نتیجه اشاره کردند: نور خورشید می تواند پلی استایرن را به CO2 تبدیل کند، اما ما به تحقیقات بیشتری نیاز داریم تا بفهمیم برای سایر محصولاتی که در آب حل می شوند چه می شود." div>

این مطالعه همچنین نشان داد که افزودنی‌های پلی استایرن، که می‌توانند رنگ، انعطاف‌پذیری و سایر خواص فیزیکی آن را تعیین کنند، نقش مهمی در تخریب بازی می‌کنند. ردی می‌گوید: «به نظر می‌رسد که افزودنی‌های مختلف فرکانس‌های متفاوتی از نور خورشید را جذب می‌کنند، که بر سرعت تخریب پلاستیک تأثیر می‌گذارد.