Solljus trodde en gång att bara fragmentera plast i den marina miljön till mindre partiklar som kemiskt liknar det ursprungliga materialet och kvarstår för alltid. Dock, forskare har nyligen lärt sig att solljus också kemiskt omvandlar plast till en svit av polymer-, upplöst-, och gasfasade produkter.

Nu, en ny studie finner att denna kemiska reaktion kan producera tiotusentals vattenlösliga föreningar, eller formler. Uppdelningen i dessa många formler, på några veckor, är minst tio gånger mer komplex än tidigare förstått.

"De växande bevisen för att fotokemisk omvandling av plast är en viktig omvandlingsprocess i ytvatten utmanar ett allmänt antaget antagande om plastens beständighet i miljön, "enligt tidningen, Plastformulering är en framväxande kontroll av dess fotokemiska öde i havet, publicerad i Miljövetenskap och teknik .

Det vetenskapliga samfundet, beslutsfattare, industri, och andra "antar att solljus exponering bara fysiskt fragmenterar makroplast för mikroplast, som sedan för evigt kvarstår i miljön, "står det i tidningen, vars huvudförfattare är Anna Walsh, en student vid Massachusetts Institute of Technology-Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) Joint Program in Chemical Oceanography. De nya fynden, tillsammans med de från litteraturen, "utmanar denna riktlinje i grunden och indikerar att solljus inte bara hjälper fysisk fragmentering av plast, det förändrar det kemiskt, att producera en serie transformationsprodukter som inte längre liknar modermaterialet. "

"Det är häpnadsväckande att tänka på att solljus kan bryta ner plast, som i huvudsak är en förening som vanligtvis har några tillsatser blandade i, i tiotusentals föreningar som löses upp i vatten, "säger medförfattaren Collin Ward, biträdande forskare vid WHOI:s marinkemi och geokemiska avdelning.

"Vi måste tänka inte bara på ödet och effekterna av den första plasten som läcker ut i miljön, men också om omvandlingen av dessa material, "Avdelningsanteckningar." Vi vet inte riktigt ännu vilka effekter dessa produkter kan ha på vattenlevande ekosystem eller på biogeokemiska processer som koldioxidcykling. Även om plast bryts ner snabbare än förväntat kan verka som en bra sak, det är oklart hur dessa kemikalier kan påverka miljön. "

Studien undersökte nedbrytning i solljus av fyra olika engångspolyetylenpåsar från tre stora återförsäljare som tillverkar mycket plastpåsar-Target, CVS, och Walmart - och jämförde dem med ren polyetenfilm. Mest plast, inklusive dessa detaljhandelsväskor, är inte bara ett rent basharts, men de innehåller snarare en komplex formulering av kemiska tillsatser för att få plasten att bete sig eller se ut på ett visst sätt. Upp till ungefär en tredjedel av massan av var och en av detaljhandlarnas plastpåsar var oorganiska tillsatser.

De organiska föreningar som produceras av solljus analyserades vid National High Magnetic Field Laboratory, som konstruerade och utvecklade en masspektrometer utrustad med en 21 tesla magnet som uppnår världens högsta massupplösning och noggrannhet. Väsentligen, instrumentet är världens finaste skala, låta forskaren bestämma sammansättningen av de solljusproducerade formlerna.

Forskare fann att under exponering för solljus, de fyra detaljhandelspåsarna producerade mellan cirka 5, 000 formler (för målpåsen) till 15, 000 formler (för Walmart -väskan), medan den rena polyetenfilmen producerade cirka 9, 000 formler. Forskaren fann också att sammansättningen av de framställda formlerna var olika mellan ren och konsumentplast.

Många tidigare studier av marin plast har i allmänhet använt rena polymerer, som är dåliga proxies för plast i den marina miljön. Tidningen uppmanar forskarsamhället att "omfamna de olika formuleringarna och solljusdrivna transformationerna av plast i havet" för att få en omfattande och korrekt förståelse av ödet och effekterna av marin plastförorening.

"Om målet är att förstå ödet och effekterna av dessa material, vi måste studera plast som är representativ för dem som faktiskt läcker ut i miljön, samt studera väderprocesserna som verkar på dem, säger Ward.

"Jag är upphetsad över detta arbete eftersom det ger användbara och uppnåbara metoder för att göra mindre ihållande plast i framtiden, "säger medförfattaren Christopher Reddy, senior forskare vid WHOI:s marinkemi och geokemiska avdelning. "" Genom att helt enkelt ändra ingredienserna i deras recept, plastindustrin kan göra deras produkter mer mottagliga för nedbrytning när produkten når sin livslängd. "

"Det finns mycket utrymme för akademin och industrin att samarbeta om detta problem, "tillägger Ward." Ett logiskt sätt att lösa problemet snabbare är att arbeta med de människor som utvecklar materialen och förstår deras kompositioner. Helst, vi kan ta reda på hur plast kan omformuleras antingen för att påskynda dess nedbrytning till produkter som är godartade eller för att minimera produktionen av föreningar som inte är godartade. "

Ett tidigare papper av Ward, Reddy, och huvudförfattaren Taylor Nelson, en postdoktor vid WHOI:s marina kemi och geokemiska avdelning, visar att biofilmer som växer på plast i havsskärmsljuset når plastytan och kan sakta ner plastisk nedbrytning av solljus. Liksom tidningen som Walsh ledde, Nelsons papper visade också att plastens sammansättning, inklusive närvaro av tillsatser, påverkat omfattningen av denna effekt.