太陽光はポリスチレンを予想以上に早く分解する

ウッズホール海洋研究所（WHOI）の研究者が発表した研究によると、世界で最も偏在するプラスチックの一つであるポリスチレンは、数千年前ではなく、数十年から数百年単位で太陽光によって分解される可能性があるという。ポリスチレンは1970年代から世界の海で日常的に検出されている。太陽光がプラスチックを劣化させるという考えは新しいものではない。プラスチックのおもちゃや公園のベンチ、日光浴用の椅子などを見ればわかる。この新しい研究は、太陽光がプラスチックを物理的に分解するだけでなく、気候変動に影響を与えるには低すぎるレベルではあるが、溶存有機炭素と微量の二酸化炭素に化学的に分解できることを示している。いったんプラスチックがこの変換を受けると、元の形状は環境から消え、肉眼では見えない全く新しい副産物が生成される。

「現在のところ、政策立案者は一般的に、ポリスチレンは環境中で永遠に生き続けると信じています」と、WHOIの海洋化学者でこの研究の主執筆者であるコリン・ウォードは言う。「それが、ポリスチレンを政策的に禁止する正当な理由のひとつなのです」と、WHOIの海洋化学者でこの研究の主執筆者であるコリン・ウォードは言う。この研究の動機のひとつは、ポリスチレンが実際に永久に持続するかどうかを理解することだった。"我々は、プラスチック汚染が悪いものではないと言うつもりはない。ただ、環境におけるポリスチレンの持続性は、我々がこれまで理解してきたよりも短く、おそらく複雑なものである可能性があり、数十年にわたる環境破壊の可能性はまだ残っている。「

ポリスチレンの溶解速度に関する以前の推定は、異なる仮定に基づいていたとウォードは説明する。これまでの研究では、太陽光などの他の要因よりも、分解における微生物の役割に主眼が置かれていた。WHOの海洋化学者であり、今回の研究の共著者であるクリス・レディは、それも当然だと言う。プラスチックは有機炭素の一種であり、微生物はおそらくそれを "食べる "だろう。ポリスチレンの化学構造は複雑でかさばる。

「ポリスチレンの構造は微生物にとってターゲットになりにくいものですが、太陽光の特定の周波数を捕捉するのに最適な形と大きさを持っています」とウォードは付け加える。

研究室では、市販されているポリスチレンの5種類のサンプルをテストした。各サンプルを密閉されたガラス容器に水と一緒に入れ、ソーラーシミュレーター（太陽光の周波数をエミュレートするランプ）にさらす。

質量分析計を含むさまざまな化学的ツールを使って、ウォードたちはCO2とろ過された水の両方に見られる炭素原子の起源を追跡した。「太陽光はポリスチレンをCO2に変えることができますが、水に溶けた他の生成物がどうなるかを理解するためには、もっと研究が必要です」とウォードは言う。

研究では、ポリスチレンの色、柔軟性、その他の物理的特性を決定することができるポリスチレンへの添加剤が、劣化に重要な役割を果たしていることもわかった。「添加物によって太陽光の吸収する周波数が異なるようで、それがプラスチックの劣化速度に影響する」とレディ氏は言う。