آلودگی پلی­ استایرن

آلودگی پلی­ استایرن در لبه جزر و مد. اعتبار: جین دوست (Jayne Doucette)، موسسه اقیانوس شناسی وود هول

 

در تحقیقی که توسط محققان موسسه اقیانوس شناسی وودز هول (WHOI) منتشر شد، ثابت شد که پلی­ استایرن، پلاستیکی که در همه جا وجود دارد، برخلاف تصورات قبلی ممکن است طی ده­ه ها یا چند صد سال تجزیه شود نه هزاران سال؛ البته در صورتی که  در معرض نور خورشید قرار بگیرد. این تحقیق در مجله فناوری و دانش محیطی، در 10 اکتبر 2019 به چاپ رسید.

به گفته کولین وارد (Collin Ward)، شیمی­دان دریایی موسسه اقیانوس شناسی وودز هول و نویسنده اصلی این تحقیق، «در حال حاضر سیاست گزاران فرض می­کنند که پلی­ استایرن برای همیشه در محیط باقی می­ ماند». «علت اینکه آن­ها قوانینی را مطرح می­کنند که استفاده از این پلاستیک را ممنوع کند، این باور است. یکی از انگیزه­ های ما برای این تحقیق این بود که بفهمیم آیا واقعا پلی ­استایرن برای همیشه باقی می ­ماند. نمی­ گوییم که آلودگی پلاستیکی بد نیست؛ اما ماندگاری پلی­ استایرن در محیط زیست ممکن است کمتر و پیچیده­ تر از چیزی باشد که ما فکر می­کردیم. پس یعنی شانس آسیب رساندن به محیط زیست طی دهه‌ها هنوز در دسترس است

کولین وارد، موسسه اقیانوس شناسی وودز هول

کولین وارد، شیمی­دانی دریایی از موسسه اقیانوس شناسی وودز هول، در آزمایشگاه خود بر نمونه­ های پلی­ استایرن تحقیق می­کند. اعتبار: جین دوست، موسسه اقیانوس شناسی وودز هول.

از دهه 70 میلادی، پلی ­استایرن در اقیانوس ­های جهان به طور معمول دیده می­ شود. به گفته وارد، این حرف که نور خورشید باعث تجزیه پلاستیک می­ شود حرف جدیدی نیست: «به پلاستیک ­ها در وسایل زمین­ های بازی، نیمکت­ های پارک­ ها یا صندلی­ های چمنی نگاه کنید؛ می­بینید که آن­ها به سرعت تغییر رنگ می­دهند.» تحقیق­ های این موسسه نشان می­دهد که نور خورشید فقط باعث از هم پاشیدن این پلاستیک ­ها نمی­ شود؛ بلکه باعث تجزیه شیمیایی آن­ها به کربن­ های آلی محلول و مقدار کمی دئوکسید کربن می­ شود؛ البته این مقادیر بسیار کمتر از آن­ است که بر تغییرهای آب و هوایی تاثیری داشته باشد. زمانی که پلاستیک این فرایند تبدیل را طی کرد، از طبیعت محو می ­شود و از آن محصول­ های جانبی جدیدی ایجاد می­ شود که نمی­توان آن­ها را با چشم غیرمسلح دید. او اضافه کرد که در نظر گرفتن اینکه این تبدیل چطور اتفاق می­افتد، بخش مهمی از تخمین میزان پلاستیکی است که در محیط قرار دارد.

به گفته وارد، تخمین­ های قبلی از سرعت تجزیه پلی­ استایرن بر اساس مجموعه­ ای از فرضیه­ ها بوده است. به جای تمرکز بر عامل­ هایی مثل نور خورشید، تمرکز اصلی تحقیق­ های گذشته بر نقش میکروب­ ها در تجزیه بود. به گفته کریس ردی (Chris Reddy)، شیمی­دانی دریایی از موسسه اقیانوس شناسی وودز هول و نویسنده مشترک این مقاله، این موضوع خیلی غافلگیر کننده نیست. پلاستیک­ شکل دیگری از کربن آلی است و احتمالا میکروب­ ها «آن را می­خورند»؛ اما ردی هشدار می­دهد که میکروب ­ها باهوش و انتخابی هم هستند. ساختار شیمیایی پلی ­استایرن پیچیده و حجیم است؛ این ماده از ستون ­های مستحکم حلقه­ ای ساخته شده­ است که یا میکروب ­ها را مهار می­کند یا پلاستیک را به صورت طعم ه­ایی در می ­آورد که ارزش تلاش کردن را ندارد.

تحقیق­ های این موسسه نشان می ­دهد که نور خورشید فقط باعث از هم پاشیدن این پلاستیک ­ها نمی­ شود؛ بلکه باعث تجزیه شیمیایی آن­ها به کربن­ های آلی محلول و مقدار کمی دئوکسید کربن می ­شود؛ البته این مقادیر بسیار کمتر از آن­ است که بر تغییرهای آب و هوایی تاثیری داشته باشد.

وارد اضافه کرد: «اگرچه ستون مستحکم حلقه ­ای پلی ­استایرن را به هدفی سخت برای میکروب­ ها تبدیل می­کند، ولی شکل و اندازه آن کامل، فرکانس­ های نور خورشید را دریافت می­کند». جذب این انرژی پیوندهای کربن را می­شکند.

در آزمایشگاه، محققان توانایی نور خورشید برای تبدیل پلی­ استایرن را آزمایش کردند؛ در این آزمایش آن­ها از پنج نمونه مختلف موجود پلی ­استایرن تجاری استفاده کردند. سپس آن­ها هر نمونه را در ظرف آبی سر بسته قرار دادند و با استفاده از شبیه­ ساز خورشیدی بر آن­ها نور تاباندند؛ این شبیه ساز در واقع لامپی است که فرکانس­ های نور خورشید را تکرار می­کند. دانشمندان سپس دئوکسیدکربن و دیگر ترکیب­ هایی را جمع کردند که در آب حل شده بودند.

با استفاده از ابزار شیمیایی شمال طیف سنج جرمی شتاب دهنده­ ای به اندازه یک اتاق، وارد و همکارانش ریشه­ اتم­ های کربنی را ردیابی کردند که در دئوکسیدکربن­ و آب فیلتر شده وجود داشت. وارد: «از روش ­های متعددی برای اینکار استفاده کردیم؛ ولی همه آن­ها به یک نتیجه مشترک ختم شدند: نور خورشید می­تواند پلی­ استایرن را به دئوکسیدکربن­ تبدیل کند. اما هنوز تحقیق­ های بیشتری لازم است تا مشخص شود چه اتفاقی برای دیگر محصول­ هایی افتاده است که در آب حل شده ­اند.»

این مطالعه همچنین مشخص کرد که مواد که به پلی ­استایرن افزوده می­ شود تا رنگ، انعطاف پذیری و دیگر ویژگی­ های فیزیکی آن را تغییر دهند، نقش مهمی در این فروپاشی دارند. به گفته ردی «به نظر می­رسد افزودنی ­های متفاوت، فرکانس­ های متفاوتی از نور را جذب می­ کنند؛ این موضوع بر سرعت فروپاشی پلاستیک اثر دارد»

ارجاع: «نور خورشید پلی ­استایرن  را به دئوکسیدکربن­ و کربن آلی محلول تبدیل می­کند» از کولین پ. وارد (Collin P. Ward)، کاسیا جی. آرم­استرانگ (Cassia J. Armstrong)، آنا ن.والش(Anna N. Walsh)، جولیا جکسون (Julia H. Jackson) و کریستوفر ردی (Christopher M. Reddy)، 10 اکتبر 2019 (18 مهر 1398)، نامه­ های دانش و فناوری محیطی.

موسسه اقیانوس شناسی وودز هول سازمانی خصوصی و غیر انتفاعی است که در دماغه کاد قرار دارد؛ این موسسه وقف تحقیق ­های دریایی، مهندسی و تحصیلات عالی شده است.‌ این موسسه  در سال 1930 با توصیه دانشگاه ملی علوم پایه گذاری شد؛ ماموریت اصلی آن درک اقیانوس ­ها و تعامل آن­ها با زمین است؛ همچنین این موسسه در تلاش است تا نقش اقیانوس ­ها در تغییرهای محیطی جهانی را درک کند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *