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.