Sollys bryter ned polystyren raskere enn forventet

October 15, 2019
Noen plast brytes ned av sollys

En studie publisert av forskere fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) viser at polystyren, en av verdens mest allestedsnærværende plaster, kan brytes ned av sollys i flere tiår eller århundrer, i stedet for tusenvis av år siden. Studien ble nylig publisert i tidsskriftet Environmental Science and Technology Letters.

Polystyren har rutinemessig blitt påvist i verdenshavene siden 1970-tallet. Ideen om at sollys bryter ned plast er ikke ny, sier Ward: "Bare se på plastleker, parkbenker eller solsenger som kan blekes raskt av solen." Den nye studien viser at sollys ikke bare fysisk kan bryte ned plast, men også bryte dem kjemisk ned til oppløst organisk karbon og spor av karbondioksid, på et nivå som er for lavt til å påvirke klimaendringene. Når plasten gjennomgår denne transformasjonen, forsvinner dens opprinnelige form fra miljøet, og skaper helt nye biprodukter som er usynlige for det blotte øye. Spørsmålet om hvordan denne transformasjonen fungerer vil være en viktig del av å estimere hvor mye plast som faktisk finnes i miljøet.

"For øyeblikket tror politikere generelt at polystyren vil vare evig i miljøet," sier Collin Ward, marinkjemiker ved WHOI og hovedforfatter av studien. "Det er en del av begrunnelsen for å forby dem ved politikk." En av motivasjonene våre for denne studien var å forstå om polystyren faktisk varer evig. "Vi sier ikke at plastforurensning ikke er dårlig, bare at varigheten av polystyren i miljøet kan være kortere og sannsynligvis mer komplisert enn vi har forstått så langt, og sjansen for flere tiår med miljøskader er fortsatt der."

Tidligere estimater av hvor raskt polystyren oppløses var basert på et annet sett med antakelser, forklarer Ward. Tidligere studier har i stor grad fokusert på mikrobers rolle i nedbrytning i stedet for andre faktorer som sollys. Det er ikke overraskende, legger Chris Reddy til, WHOs marinkjemiker og medforfatter av den nåværende studien. Plast er bare en annen form for organisk karbon og mikrober ville sannsynligvis "spise" det - men det advarer om at mikrober også er smarte og selektive. Den kjemiske strukturen til polystyren er kompleks og klumpete.

"Selv om strukturen til polystyren er et vanskelig mål for mikrober, har den den perfekte formen og størrelsen til å fange opp visse frekvenser av sollys," legger Ward til. Absorpsjonen av denne energien kan bryte opp karbonbindingene.

I laboratoriet testet forskerne fem forskjellige prøver av kommersielt tilgjengelig polystyren. De dyppet hver prøve i forseglede glassbeholdere med vann og utsatte dem for en solsimulator, en lampe som emulerer frekvensene til sollys. Deretter samlet forskerne CO2 og forbindelser som ble oppløst i vannet.

Med en rekke kjemiske verktøy, inkludert et massespektrometer, sporet Ward og kolleger opprinnelsen til karbon atomer som finnes i både CO2 og filtrert vann. "Vi brukte flere metoder for å gjøre dette, og alle pekte på det samme resultatet: sollys kan gjøre polystyren til CO2, men vi trenger mer forskning for å forstå hva som skjer med de andre produktene som løses opp i vannet," sa Ward.

Studien fant også at tilsetningsstoffer til polystyren, som kan bestemme fargen, fleksibiliteten og andre fysiske egenskaper, spiller en viktig rolle i nedbrytningen. "Ulike tilsetningsstoffer ser ut til å absorbere forskjellige frekvenser av sollys, noe som påvirker hastigheten på plastisk nedbrytning," sier Reddy.