Een studie gepubliceerd door onderzoekers van Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) toont aan dat polystyreen, een van 's werelds meest voorkomende kunststoffen, kan in decennia of eeuwen degraderen bij blootstelling aan zonlicht, in plaats van duizenden jaren zoals eerder werd gedacht. De studie gepubliceerd op 10 oktober, 2019, in het journaal Brieven over milieuwetenschap en technologie .

"Direct, beleidsmakers gaan er over het algemeen van uit dat polystyreen eeuwig meegaat in het milieu, " zegt Collin Ward, een mariene chemicus bij WHOI en hoofdauteur van de studie. "Dat is een deel van de rechtvaardiging voor het schrijven van beleid dat het verbiedt. Een van onze motivaties voor deze studie was om te begrijpen of polystyreen echt eeuwig meegaat. We zeggen niet dat plasticvervuiling niet slecht is, alleen dat de persistentie van polystyreen in het milieu korter en waarschijnlijk ingewikkelder kan zijn dan we eerder begrepen. De kans op schade aan het milieu over decennia is nog steeds aanwezig."

Polystyreen wordt sinds de jaren zeventig routinematig in de wereldzeeën aangetroffen. Het idee dat zonlicht plastic afbreekt is niets nieuws, Ward zegt:"Kijk maar naar plastic speeltoestellen, park banken, of tuinstoelen, die snel door de zon kunnen verkleuren." Uit het WHOI-onderzoek blijkt dat zonlicht er niet alleen voor zorgt dat de kunststoffen fysiek afbreken, het zorgt er echter ook voor dat ze chemisch worden afgebroken tot opgeloste organische koolstof en sporen van koolstofdioxide, op niveaus die veel te laag zijn om de klimaatverandering te beïnvloeden. Zodra het plastic deze transformatie ondergaat, zijn oorspronkelijke vorm verdwijnt uit de omgeving, en het worden geheel nieuwe bijproducten die niet met het blote oog kunnen worden gezien. Overwegen hoe deze transformatie plaatsvindt, zal een belangrijk onderdeel zijn van het inschatten van hoeveel plastic er daadwerkelijk in het milieu is, hij voegt toe.

Eerdere schattingen van hoe snel polystyreen afbreekt, waren gebaseerd op een andere reeks aannames, zegt Ward. Eerdere studies hebben zich grotendeels gericht op de rol die microben spelen bij het afbreken ervan, in plaats van rekening te houden met andere factoren zoals zonlicht. Dat is niet helemaal verwonderlijk, zegt Chris Reddy, een mariene chemicus bij WHOI en co-auteur van het papier. Plastic is gewoon een andere vorm van organische koolstof en vermoedelijk zouden microben het "opeten", maar hij waarschuwt dat microben slim en selectief zijn, te. De chemische structuur van polystyreen is complex en omvangrijk met een op ringen gebaseerde ruggengraat die microben zal belemmeren of het plastic gewoon de moeite niet waard maakt.

"Hoewel de op ringen gebaseerde ruggengraat van polystyreen het een moeilijk doelwit maakt voor microben, het is de perfecte vorm en grootte om bepaalde frequenties van zonlicht op te vangen, " voegt Ward toe. Het absorberen van die energie kan de koolstofbindingen uit elkaar halen.

In het labortorium, de onderzoekers testten of zonlicht polystyreen kon transformeren door vijf verschillende monsters van commercieel verkrijgbaar polystyreen bloot te leggen. De groep dompelde elk van hen onder in verzegelde glazen containers met water en scheen er licht op vanuit een zonnesimulator, een lamp die de frequenties van zonlicht repliceert. De wetenschappers verzamelden vervolgens CO2 en verbindingen die in het water oplosten.

Met een verscheidenheid aan chemische hulpmiddelen, inclusief een kamergrote versneller massaspectrometer, Ward en collega's traceerden de oorsprong van koolstofatomen die zowel in het CO2 als in het gefilterde water werden aangetroffen. "We hebben hiervoor meerdere methoden gebruikt, en ze wezen allemaal op hetzelfde resultaat:zonlicht kan het polystyreen omzetten in CO2. Maar we hebben meer onderzoek nodig om te begrijpen wat er gebeurt met de andere producten die oplossen in water, ' zegt Ward.

Uit de studie bleek ook dat toevoegingen aan polystyreen, die zijn kleur kan bepalen, flexibiliteit, en andere fysieke kenmerken, spelen een grote rol bij de afbraak. "Verschillende additieven lijken verschillende frequenties van zonlicht te absorberen, wat van invloed is op hoe snel het plastic afbreekt, ' Zegt Reddy.