© Polystyrene pollution at the Flutsaum, Photo: Jayne Doucette / Woods Hole Oceanographic Institution
© Collin Ward, WHO at the WHOI, works in his lab on styrofoam samples, photo: Jayne Doucette / Woods Hole Oceanographic Institution
אור השמש מפרק פוליסטירן מהר מהצפוי
October 15, 2019
פלסטיקים מסוימים מתפרקים על ידי אור השמש
מחקר שפורסם על ידי חוקרים מהמכון האוקיאנוגרפי של Woods Hole (WHOI) מראה שפוליסטירן, אחד מהפלסטיקים הנפוצים ביותר בעולם, יכול להתפרק על ידי אור השמש בעשרות שנים או מאות שנים, ולא לפני אלפי שנים. המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת Environmental Science and Technology Letters.
פוליסטירן זוהה באופן שגרתי באוקיינוסים בעולם מאז שנות ה-70. הרעיון שאור השמש משפיל פלסטיק אינו חדש, אומר וורד: "פשוט תסתכל על צעצועי פלסטיק, ספסלי פארק או כסאות נוח שיכולים להלבין במהירות על ידי השמש". המחקר החדש מראה שאור השמש יכול לא רק לפרק פלסטיק פיזית, אלא גם לפרק אותם כימית לפחמנים אורגניים מומסים ולעקבות של פחמן דו חמצני, ברמה נמוכה מכדי להשפיע על שינויי האקלים. ברגע שהפלסטיק עובר את השינוי הזה, צורתו המקורית נעלמת מהסביבה, ויוצרים תוצרי לוואי חדשים לחלוטין שאינם נראים לעין בלתי מזוינת. השאלה איך השינוי הזה עובד תהיה חלק חשוב בהערכת כמה פלסטיק כלול בפועל בסביבה.
"כרגע, קובעי המדיניות בדרך כלל מאמינים ש פוליסטירן יחזיק מעמד לנצח בסביבה", אומר קולין וורד, כימאי ימי ב-WHOI והמחבר הראשי של המחקר. "זה חלק מההצדקה לאסור אותם במדיניות". אחד המניעים שלנו למחקר זה היה להבין האם פוליסטירן באמת נמשך לנצח. "אנחנו לא אומרים שזיהום פלסטיק לא רע, רק שההתמדה של פוליסטירן בסביבה יכולה להיות קצרה יותר וכנראה מסובכת יותר ממה שהבנו עד כה, והסיכוי לנזק סביבתי של עשרות שנים עדיין קיים."
הערכות מוקדמות יותר של כמה מהר מתמוסס פוליסטירן התבססו על מערכת שונה של הנחות, מסביר וורד. מחקרים קודמים התמקדו בעיקר בתפקידם של חיידקים בהשפלה ולא בגורמים אחר כמו אור השמש. זה לא מפתיע, מוסיף כריס רדי, הכימאי הימי של ארגון הבריאות העולמי ושותף למחקר הנוכחי. פלסטיק הוא רק עוד צורה של פחמן אורגני וחיידקים כנראה "אוכלים" אותו - אבל הוא מזהיר שמיקרובים הם גם חכמים וסלקטיביים. המבנה הכימי של פוליסטירן מורכב ומגושם.
"למרות שהמבנה של קלקר הוא מטרה קשה לחיידקים, יש לו את הצורה והגודל המושלמים כדי ללכוד מסוימים תדרים של אור שמש", מוסיף וורד. ספיגת האנרגיה הזו יכולה לפרק את קשרי הפחמן.
במעבדה, החוקרים בדקו חמש דגימות שונות של פוליסטירן זמין מסחרית. הם טבלו כל דגימה במיכלי זכוכית אטומים עם מים וחשפו אותם לסימולטור סולארי, מנורה שמחקה את תדרי אור השמש. לאחר מכן אספו המדענים CO2 ותרכובות שהתמוססו במים.
באמצעות מגוון כלים כימיים, כולל ספקטרומטר מסה, וורד ועמיתיו עקבו אחר מקורות הפחמן אטומים שנמצאים גם ב-CO2 וגם במים מסוננים. "השתמשנו בכמה שיטות כדי לעשות זאת, וכולם הצביעו על אותה תוצאה: אור השמש יכול להפוך פוליסטירן ל-CO2, אבל אנחנו זקוקים למחקר נוסף כדי להבין מה קורה למוצרים אחר שמתמוססים במים", כך וורד.
המחקר מצא גם שתוספים לפוליסטירן, שיכולים לקבוע את צבעו, גמישותו ותכונות פיזיקליות אחר , ממלאים תפקיד חשוב בהשפלה. "נראה כי תוספים שונים סופגים תדרים שונים של אור שמש, מה שמשפיע על מהירות הפירוק הפלסטי", אומר רדי.