Ooit werd gedacht dat zonlicht alleen plastic in het mariene milieu fragmenteerde in kleinere deeltjes die chemisch op het oorspronkelijke materiaal lijken en voor altijd blijven bestaan. Echter, wetenschappers hebben recentelijk ontdekt dat zonlicht plastic ook chemisch transformeert in een reeks polymeer-, opgelost-, en gasfaseproducten.

Nutsvoorzieningen, een nieuwe studie constateert dat deze chemische reactie tienduizenden in water oplosbare verbindingen kan produceren, of formules. De uitsplitsing in deze vele formules, binnen enkele weken, is minstens tien keer complexer dan eerder werd aangenomen.

"Het groeiende bewijs dat fotochemische transformatie van kunststoffen een belangrijk transformatieproces is in oppervlaktewateren daagt een wijdverbreide veronderstelling uit over de persistentie van plastic in het milieu, "volgens de krant Plastic formulering is een opkomende controle van zijn fotochemische lot in de oceaan, gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie .

De wetenschappelijke gemeenschap, beleidsmakers, industrie, en anderen "nemen aan dat blootstelling aan zonlicht macroplastics slechts fysiek fragmenteert tot microplastics, die vervolgens voor altijd in het milieu blijven bestaan, " zegt de krant, wiens hoofdauteur Anna Walsh is, een student in het Massachusetts Institute of Technology-Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) Joint Program in Chemical Oceanography. De nieuwe bevindingen, samen met die uit de literatuur, "daag deze richtlijn fundamenteel uit en geef aan dat zonlicht niet alleen helpt bij de fysieke fragmentatie van plastic, het verandert het chemisch, het produceren van een reeks transformatieproducten die niet langer lijken op het moedermateriaal."

"Het is verbazingwekkend om te bedenken dat zonlicht plastic kan afbreken, wat in wezen een verbinding is waarin meestal enkele additieven zijn gemengd, in tienduizenden verbindingen die oplossen in water, " zegt co-auteur Collin Ward, assistent-wetenschapper bij de afdeling Mariene Chemie en Geochemie van de WHOI.

"We moeten niet alleen nadenken over het lot en de gevolgen van de eerste plastics die in het milieu terechtkomen, maar ook over de transformatie van die materialen, Ward merkt op. "We weten nog niet echt welke effecten deze producten kunnen hebben op aquatische ecosystemen of op biogeochemische processen zoals koolstofcycli. Hoewel kunststoffen sneller afbreken dan verwacht misschien een goede zaak lijkt, het is onduidelijk hoe deze chemicaliën het milieu kunnen beïnvloeden."

De studie onderzocht de afbraak onder zonlicht van vier verschillende polyethyleen plastic tassen voor eenmalig gebruik van drie grote retailers die veel plastic tassen maken:Target, CVS, en Walmart - en vergeleek ze met pure polyethyleenfilm. meeste plastic, inclusief deze winkeltassen, zijn niet alleen een pure basishars, maar eerder bevatten ze een complexe formulering van chemische additieven om het plastic zich op een bepaalde manier te laten gedragen of eruit te laten zien. Tot ongeveer een derde van de massa van elk van de plastic zakken van de winkeliers bestond uit anorganische additieven.

De organische verbindingen die door zonlicht worden geproduceerd, werden geanalyseerd in het National High Magnetic Field Laboratory, die een massaspectrometer ontwierp en ontwikkelde die is uitgerust met een magneet van 21 tesla die de hoogste massaresolutie en nauwkeurigheid ter wereld bereikt. Eigenlijk, het instrument is 's werelds chicste schaal, waardoor de wetenschapper de samenstelling van de door zonlicht geproduceerde formules kan bepalen.

Onderzoekers ontdekten dat bij blootstelling aan zonlicht, de vier winkeltassen geproduceerd tussen ongeveer 5, 000 formules (voor de Target-zak) tot 15, 000 formules (voor de Walmart-tas), terwijl de pure polyethyleenfilm ongeveer 9 produceerde 000 formules. De wetenschapper ontdekte ook dat de samenstelling van de geproduceerde formules verschilde tussen de pure en consumentenplastics.

Veel eerdere studies van mariene kunststoffen hebben over het algemeen pure polymeren gebruikt, die slechte proxies zijn voor plastic in het mariene milieu. De paper roept de onderzoeksgemeenschap op om "de diverse formuleringen en door zonlicht aangestuurde transformaties van plastic in de oceaan te omarmen" om een ​​alomvattend en nauwkeurig begrip te krijgen van het lot en de gevolgen van plasticvervuiling in de zee.

"Als het doel is om het lot en de impact van deze materialen te begrijpen, we moeten kunststoffen bestuderen die representatief zijn voor de kunststoffen die daadwerkelijk in het milieu worden gelekt, evenals het bestuderen van de verweringsprocessen die erop inwerken, ' zegt Ward.

"Ik ben enthousiast over dit werk omdat het bruikbare en haalbare benaderingen biedt voor het maken van minder persistente kunststoffen in de toekomst, " zegt co-auteur Christopher Reddy, senior wetenschapper bij de afdeling Mariene Chemie en Geochemie van de WHOI. ""Door simpelweg de ingrediënten in hun recepten aan te passen, de plasticindustrie kan hun producten vatbaarder maken voor afbraak zodra het product zijn nuttige levensduur heeft bereikt."

"Er is veel ruimte voor de academische wereld en de industrie om samen te werken aan dit probleem, ", voegt Ward toe. "Een logische manier om het probleem sneller op te lossen, is door samen te werken met de mensen die de materialen ontwikkelen en hun composities begrijpen. Ideaal, we kunnen uitzoeken hoe plastic kan worden geherformuleerd om de afbraak ervan te versnellen tot producten die goedaardig zijn of om de productie van niet-goedaardige verbindingen te minimaliseren."

Een eerder artikel van Ward, Roodje, en hoofdauteur Taylor Nelson, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Mariene Chemie en Geochemie van de WHOI, toont aan dat biofilms die op plastic in de oceaan groeien, het licht het plastic oppervlak laten bereiken en de plasticdegradatie door zonlicht kunnen vertragen. Zoals de krant geleid door Walsh, Nelson's paper toonde ook aan dat de samenstelling van het plastic, inclusief de aanwezigheid van additieven, invloed gehad op de omvang van dit effect.