© 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
Sunčeva svjetlost razgrađuje polistiren brže od očekivanog
October 15, 2019
Određena plastika se razgrađuje na sunčevoj svjetlosti
Studija koju su objavili istraživači s Oceanografskog instituta Woods Hole (WHOI) pokazuje da se polistiren, jedna od najprisutnijih plastičnih masa na svijetu, može razgraditi pod utjecajem sunčeve svjetlosti u desetljećima ili stoljećima, a ne prije tisuća godina. Studija je nedavno objavljena u časopisu Environmental Science and Technology Letters.
Polistiren se rutinski otkriva u svjetskim oceanima od 1970-ih. Ideja da sunčeva svjetlost razgrađuje plastiku nije nova, kaže Ward: "Samo pogledajte plastične igračke, klupe u parku ili ležaljke koje sunce može brzo izbijeliti." Nova studija pokazuje da sunčeva svjetlost ne samo da može fizički razgraditi plastiku, već je može i kemijski razgraditi u otopljeni organski ugljik i tragove ugljičnog dioksida, na razini preniskoj da bi utjecala na klimatske promjene. Nakon što se plastika podvrgne ovoj transformaciji, njezin izvorni oblik nestaje iz okoline, stvarajući potpuno nove nusproizvode koji su nevidljivi golim okom. Pitanje kako ta transformacija funkcionira bit će važan dio procjene koliko plastike zapravo ima u okolišu.
"Trenutačno kreatori politike općenito vjeruju da polistiren će zauvijek trajati u okolišu", kaže Collin Ward, pomorski kemičar pri WHOI-u i glavni autor studije. "To je dio opravdanja za njihovu zabranu od strane politike." Jedna od naših motivacija za ovu studiju bila je da shvatimo traje li polistiren doista vječno. "Ne kažemo da onečišćenje plastikom nije loše, samo da postojanost polistirena u okolišu može biti kraća i vjerojatno kompliciranija nego što smo do sada razumjeli, a šansa za desetljećima štete okolišu još uvijek postoji."
Ranije procjene o tome koliko se brzo polistiren otapa temeljile su se na različitim pretpostavkama, objašnjava Ward. Prethodne studije bile su uglavnom usmjerene na ulogu mikroba u razgradnji, a ne na druge čimbenike poput sunčeve svjetlosti. To nije iznenađujuće, dodaje Chris Reddy, morski kemičar WHO-a i koautor trenutne studije. Plastika je samo još jedan oblik organskog ugljika i mikrobi bi je vjerojatno "pojeli" - ali upozorava da su mikrobi također pametni i selektivni. Kemijska struktura polistirena složena je i glomazna.
"Iako je struktura polistirena teška meta za mikrobe, on ima savršen oblik i veličinu za hvatanje određenih frekvencije sunčeve svjetlosti", dodaje Ward. Apsorpcija te energije može razbiti ugljikove veze.
U laboratoriju su istraživači testirali pet različitih uzoraka komercijalno dostupnog polistirena. Svaki su uzorak umočili u zatvorene staklene posude s vodom i izložili ih solarnom simulatoru, lampi koja oponaša frekvencije sunčeve svjetlosti. Zatim su znanstvenici prikupili CO2 i spojeve otopljene u vodi.
Različitim kemijskim alatima, uključujući spektrometar mase, Ward i kolege pratili su podrijetlo ugljika atomi koji se nalaze i u CO2 i u filtriranoj vodi. "Upotrijebili smo nekoliko metoda da to učinimo i sve su pokazale isti rezultat: sunčeva svjetlost može pretvoriti polistiren u CO2, ali potrebno nam je više istraživanja kako bismo shvatili što se događa s drugim proizvodima koji se tope u vodi", rekao je Ward.
Studija je također otkrila da dodaci polistirenu, koji mogu odrediti njegovu boju, fleksibilnost i druga fizička svojstva, igraju važnu ulogu u razgradnji. "Čini se da različiti aditivi apsorbiraju različite frekvencije sunčeve svjetlosti, što utječe na brzinu razgradnje plastike", kaže Reddy.