แสงแดดสลายโพลีสไตรีนเร็วกว่าที่คาดไว้

October 15, 2019
พลาสติกบางชนิดถูกย่อยสลายโดยแสงแดด

การศึกษาที่ตีพิมพ์โดยนักวิจัยจาก Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) แสดงให้เห็นว่าโพลีสไตรีน หนึ่งในพลาสติกที่แพร่หลายมากที่สุดในโลก สามารถย่อยสลายได้ด้วยแสงแดดในช่วงหลายทศวรรษหรือหลายศตวรรษ แทนที่จะเป็นเมื่อหลายพันปีก่อน การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในวารสาร Environmental Science and Technology Letters

โพลีสไตรีนถูกตรวจพบเป็นประจำในมหาสมุทรโลกมาตั้งแต่ปี 1970 แนวคิดที่ว่าแสงแดดทำให้พลาสติกเสื่อมถอยไม่ใช่เรื่องใหม่ Ward กล่าว: "ลองดูของเล่นพลาสติก ม้านั่งในสวนสาธารณะ หรือเก้าอี้อาบแดดที่สามารถฟอกขาวได้อย่างรวดเร็วด้วยแสงแดด" การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าแสงแดดไม่เพียงแต่สามารถย่อยสลายพลาสติกทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังสามารถย่อยสลายพลาสติกในทางเคมีให้เป็นคาร์บอนอินทรีย์ที่ละลายน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับที่ต่ำเกินไปที่จะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เมื่อพลาสติกผ่านการเปลี่ยนแปลง รูปร่างเดิมของมันจะหายไปจากสิ่งแวดล้อม ทำให้เกิดผลพลอยได้ใหม่ที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า คำถามที่ว่าการเปลี่ยนแปลงนี้ทำงานอย่างไรจะเป็นส่วนสำคัญในการประมาณปริมาณพลาสติกที่มีอยู่จริงในสิ่งแวดล้อม

"ในขณะนี้ ผู้กำหนดนโยบายโดยทั่วไปเชื่อว่า โพลีสไตรีนจะคงอยู่ตลอดไปในสิ่งแวดล้อม" Collin Ward นักเคมีทางทะเลของ WHOI และผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว “นั่นเป็นส่วนหนึ่งของเหตุผลในการห้ามพวกเขาตามนโยบาย” แรงจูงใจประการหนึ่งของเราในการศึกษาครั้งนี้คือการทำความเข้าใจว่าโพลีสไตรีนสามารถคงอยู่ได้ตลอดไปหรือไม่ "เราไม่ได้บอกว่ามลพิษจากพลาสติกไม่ได้แย่ เพียงแต่ว่าการคงอยู่ของพอลิสไตรีนในสิ่งแวดล้อมอาจสั้นลงและอาจซับซ้อนกว่าที่เราเข้าใจมาจนถึงตอนนี้ และโอกาสที่จะเกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมนานหลายทศวรรษยังคงมีอยู่"

การประเมินก่อนหน้านี้ว่าโพลีสไตรีนละลายได้เร็วแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่แตกต่างกัน Ward อธิบาย การศึกษาก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่บทบาทของจุลินทรีย์ในการย่อยสลายเป็นส่วนใหญ่ มากกว่าปัจจัยอื่นๆ เช่น แสงแดด ไม่น่าแปลกใจเลย Chris Reddy นักเคมีทางทะเลของ WHO และผู้ร่วมเขียนการศึกษา กระแสน้ำ กล่าวเสริม พลาสติกเป็นเพียงอีกรูปแบบหนึ่งของคาร์บอนอินทรีย์ และจุลินทรีย์อาจจะ "กิน" มัน แต่ก็เตือนว่าจุลินทรีย์ก็ฉลาดและคัดเลือกเช่นกัน โครงสร้างทางเคมีของโพลิสไตรีนมีความซับซ้อนและเทอะทะ

"แม้ว่าโครงสร้างของโพลีสไตรีนจะเป็นเป้าหมายที่ยากสำหรับจุลินทรีย์ แต่ก็มีรูปร่างและขนาดที่สมบูรณ์แบบในการดักจับบางส่วน ความถี่ของแสงแดด” วอร์ดกล่าวเสริม การดูดซับพลังงานนี้สามารถสลายพันธะคาร์บอนได้

ในห้องแล็บ นักวิจัยได้ทดสอบโพลีสไตรีนที่มีจำหน่ายในท้องตลาดที่แตกต่างกัน 5 ตัวอย่าง พวกเขาจุ่มตัวอย่างแต่ละชิ้นลงในภาชนะแก้วที่ปิดสนิทด้วยน้ำ แล้วนำไปฉายบนเครื่องจำลองพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นโคมไฟที่จำลองความถี่ของแสงแดด จากนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงรวบรวม CO2 และสารประกอบที่ละลายในน้ำ

ด้วยเครื่องมือทางเคมีหลายชนิด รวมถึงแมสสเปกโตรมิเตอร์ วอร์ดและเพื่อนร่วมงานติดตามต้นกำเนิดของคาร์บอน อะตอมที่พบในทั้ง CO2 และน้ำกรอง "เราใช้หลายวิธีในการทำเช่นนี้ และทุกวิธีก็ชี้ไปที่ผลลัพธ์เดียวกัน นั่นคือ แสงแดดสามารถเปลี่ยนโพลิสไตรีนให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ได้ แต่เราจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่ละลายในน้ำ" วอร์ดกล่าว

การศึกษายังพบว่าสารเติมแต่งสำหรับโพลีสไตรีนซึ่งสามารถระบุสี ความยืดหยุ่น และคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ มีบทบาทสำคัญในการย่อยสลาย "สารเติมแต่งที่แตกต่างกันดูเหมือนจะดูดซับความถี่ของแสงแดดที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อความเร็วของการย่อยสลายพลาสติก" Reddy กล่าว