La lumière du soleil décompose le polystyrène plus rapidement que prévu

Une étude publiée par des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) montre que le polystyrène, l'un des plastiques les plus omniprésents au monde, peut être dégradé par la lumière du soleil depuis des décennies ou des siècles, plutôt que depuis des milliers d'années. L'étude a été récemment publiée dans la revue Environmental Science and Technology Letters.

Le polystyrène a été régulièrement détecté dans les océans du monde entier depuis les années 1970. L'idée que la lumière du soleil dégrade les plastiques n'est pas nouvelle, explique Ward : "Il suffit de regarder les jouets en plastique, les bancs de parc ou les chaises longues qui peuvent être blanchis rapidement par le soleil." La nouvelle étude montre que la lumière du soleil peut non seulement dégrader physiquement les plastiques, mais aussi les décomposer chimiquement en carbones organiques dissous et en traces de dioxyde de carbone, à un niveau trop faible pour affecter le changement climatique. Une fois que le plastique subit cette transformation, sa forme originale disparaît de l'environnement, créant des sous-produits complètement nouveaux et invisibles à l'œil nu. La question du fonctionnement de cette transformation sera un élément important pour estimer la quantité de plastique réellement contenue dans l'environnement.

"À l'heure actuelle, les décideurs politiques pensent généralement que le polystyrène durera éternellement dans l'environnement", explique Collin Ward, chimiste marin au WHOI et auteur principal de l'étude. "C'est ce qui justifie en partie leur interdiction par les politiques". L'une de nos motivations pour cette étude était de comprendre si le polystyrène dure réellement pour toujours. "Nous ne disons pas que la pollution plastique n'est pas mauvaise, mais seulement que la persistance du polystyrène dans l'Environnement peut être plus courte et probablement plus compliquée que ce que nous avons compris jusqu'à présent, et que la possibilité de décennies de dommages environnementaux est toujours là. "

Les estimations antérieures de la vitesse de dissolution du polystyrène étaient basées sur un ensemble différent d'hypothèses, explique Ward. Les études précédentes se sont largement concentrées sur le rôle des microbes dans la dégradation plutôt que sur d'autres facteurs tels que la lumière du soleil. Ce n'est pas surprenant, ajoute Chris Reddy, chimiste marin à l'OMS et coauteur de l'étude actuelle. Le plastique n'est qu'une autre forme de carbone organique et les microbes le "mangeraient" probablement - mais il prévient que les microbes sont également intelligents et sélectifs. La structure chimique du polystyrène est complexe et volumineuse.

"Bien que la structure du polystyrène soit une cible difficile pour les microbes, il a la forme et la taille parfaites pour capturer certaines fréquences de la lumière du soleil", ajoute Ward. L'absorption de cette énergie peut briser les liaisons de carbone.

En laboratoire, les chercheurs ont testé cinq échantillons différents de polystyrène disponible dans le commerce. Ils ont plongé chaque échantillon dans des récipients en verre scellés avec de l'eau et les ont exposés à un simulateur solaire, une lampe qui émule les fréquences de la lumière du soleil. Les scientifiques ont ensuite recueilli du CO2 et des composés qui se sont dissous dans l'eau.

À l'aide de divers outils chimiques, notamment un spectromètre de masse, Ward et ses collègues ont suivi l'origine des atomes de carbone trouvés à la fois dans le CO2 et dans l'eau filtrée. "Nous avons utilisé plusieurs méthodes pour ce faire, et elles ont toutes pointé vers le même résultat : la lumière du soleil peut transformer le polystyrène en CO2, mais nous avons besoin de plus de recherches pour comprendre ce qui arrive aux autres produits qui se dissolvent dans l'eau", so Ward.

L'étude a également révélé que les additifs au polystyrène, qui peuvent déterminer sa couleur, sa flexibilité et d'autres propriétés physiques, jouent un rôle important dans la dégradation. "Différents additifs semblent absorber différentes fréquences de la lumière du soleil, ce qui affecte la vitesse de dégradation du plastique", explique Reddy.