«Сейчас политики обычно предполагают, что полистирол вечно хранится в окружающей среде», – говорит Коллин Уорд, морской химик из WHOI и ведущий автор исследования. "Это часть оправдания написания политики, запрещающей ее. Одна из наших мотиваций для этого исследования заключалась в том, чтобы понять, действительно ли полистирол может служить вечно. Мы не говорим, что пластиковое загрязнение – это неплохо, просто то, что стойкость полистирола в окружающей среде может быть короче и, вероятно, сложнее, чем мы предполагали ранее.
Вероятность нанесения вреда окружающей среде на протяжении десятилетий все еще существует."
Полистирол регулярно обнаруживают в Мировом океане с 1970-х годов. В идее о том, что солнечный свет разрушает пластик, нет ничего нового, говорит Уорд: «Достаточно взглянуть на пластиковые детские игрушки, парковые скамейки или садовые стулья, которые могут быстро обесцвечиваться.«Исследование WHOI показывает, что солнечный свет не только вызывает физическое разрушение пластмасс, но и заставляет их химически разлагаться на растворенный органический углерод и следовые количества углекислого газа на уровнях, слишком низких, чтобы повлиять на изменение климата. Как только пластик подвергается этой трансформации, его первоначальная форма исчезает из окружающей среды, и он становится совершенно новым побочным продуктом, который нельзя увидеть невооруженным глазом.
Он добавляет, что рассмотрение того, как происходит это преобразование, будет важной частью оценки количества пластика в окружающей среде.
Предыдущие оценки скорости разложения полистирола основывались на другом наборе предположений, говорит Уорд. Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на роли микробов в их разложении, а не на рассмотрении других факторов, таких как солнечный свет. Это не совсем удивительно, – говорит Крис Редди, морской химик из WHOI и соавтор статьи.
Пластик – это просто еще одна форма органического углерода, и предположительно микробы "съедят его", но он предупреждает, что микробы тоже умны и избирательны. Химическая структура полистирола сложная и громоздкая с кольцевой основой, которая блокирует микробы или просто делает пластик не стоящим усилий.
«Хотя кольцевая основа полистирола делает его сложной мишенью для микробов, его форма и размер идеально подходят для улавливания определенных частот солнечного света», – добавляет Уорд. Поглощение этой энергии может разрушить углеродные связи.
В лаборатории исследователи проверили, может ли солнечный свет преобразовать полистирол, подвергнув пять различных образцов коммерчески доступного полистирола. Группа погрузила каждого из них в герметичные стеклянные сосуды с водой и направила на них свет солнечного симулятора, лампы, которая воспроизводит частоты солнечного света.
Затем ученые собрали CO2 и соединения, растворенные в воде.
С помощью различных химических инструментов, включая масс-спектрометр с ускорителем размером с комнату, Уорд и его коллеги проследили происхождение атомов углерода, обнаруженных как в CO2, так и в фильтрованной воде. «Для этого мы использовали несколько методов, и все они указали на один и тот же результат: солнечный свет может превращать полистирол в CO2 . Но нам нужны дополнительные исследования, чтобы понять, что происходит с другими продуктами, растворяющимися в воде, – говорит Уорд.
Исследование также показало, что добавки к полистиролу, которые могут определять его цвет, гибкость и другие физические свойства, играют важную роль в разрушении. «Похоже, что разные добавки поглощают солнечные лучи разной частоты, что влияет на скорость разрушения пластика», – говорит Редди.