Une étude publiée par des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) montre que le polystyrène, l'un des plastiques les plus répandus au monde, peut se dégrader en décennies ou en siècles lorsqu'il est exposé au soleil, plutôt que des milliers d'années comme on le pensait auparavant. L'étude publiée le 10 octobre 2019, dans la revue Lettres sur les sciences et technologies de l'environnement .

"À l'heure actuelle, les décideurs politiques supposent généralement que le polystyrène dure éternellement dans l'environnement, " dit Collin Ward, un chimiste marin à WHOI et auteur principal de l'étude. "Cela fait partie de la justification de la rédaction d'une politique qui l'interdit. L'une de nos motivations pour cette étude était de comprendre si le polystyrène durait réellement pour toujours. Nous ne disons pas que la pollution plastique n'est pas mauvaise, juste que la persistance du polystyrène dans l'environnement peut être plus courte et probablement plus compliquée que nous ne le pensions auparavant. Le risque de dommages à l'environnement au cours des décennies est toujours disponible."

Le polystyrène est régulièrement détecté dans les océans du monde depuis les années 1970. L'idée que la lumière du soleil dégrade les plastiques n'est pas nouvelle, Ward dit :« Regardez les jouets de terrain de jeu en plastique, bancs de parc, ou chaises de jardin, qui peut rapidement devenir blanchi au soleil. » L'étude WHOI montre que la lumière du soleil ne fait pas que dégrader physiquement les plastiques, cependant, cela les amène également à se dégrader chimiquement en carbone organique dissous et en quantités infimes de dioxyde de carbone, à des niveaux bien trop bas pour avoir un impact sur le changement climatique. Une fois que le plastique subit cette transformation, sa forme originelle disparaît de l'environnement, et cela devient des sous-produits entièrement nouveaux qui ne peuvent pas être vus à l'œil nu. Considérer comment cette transformation se produit sera une partie importante de l'estimation de la quantité de plastique réellement présente dans l'environnement, il ajoute.

Les estimations précédentes de la rapidité avec laquelle le polystyrène se décompose étaient basées sur un ensemble différent d'hypothèses, Ward dit. Les études antérieures se sont largement concentrées sur le rôle joué par les microbes dans leur dégradation, plutôt que de considérer d'autres facteurs comme la lumière du soleil. Ce n'est pas tout à fait surprenant, dit Chris Reddy, un chimiste marin à WHOI et co-auteur de l'article. Le plastique n'est qu'une autre forme de carbone organique et les microbes le « mangeraient » vraisemblablement, mais il prévient que les microbes sont intelligents et sélectifs, trop. La structure chimique du polystyrène est complexe et volumineuse avec une épine dorsale à base d'anneau qui contrecarrera les microbes ou rendra simplement le plastique inutile.

"Bien que l'épine dorsale à base d'anneaux du polystyrène en fasse une cible difficile pour les microbes, c'est la forme et la taille parfaites pour capter certaines fréquences de la lumière du soleil, " Ward ajoute. L'absorption de cette énergie peut briser les liaisons carbone.

Dans le laboratoire, les chercheurs ont testé si la lumière du soleil pouvait transformer le polystyrène en exposant cinq échantillons différents de polystyrène disponible dans le commerce. Le groupe a immergé chacun d'eux dans des récipients en verre scellés remplis d'eau et les a éclairés à partir d'un simulateur solaire, une lampe qui reproduit les fréquences de la lumière du soleil. Les scientifiques ont ensuite collecté du CO2 et des composés qui se sont dissous dans l'eau.

Avec une variété d'outils chimiques, comprenant un spectromètre de masse à accélérateur de la taille d'une pièce, Ward et ses collègues ont retracé les origines des atomes de carbone trouvés à la fois dans le CO2 et dans l'eau filtrée. "Nous avons utilisé plusieurs méthodes pour ce faire, et ils ont tous indiqué le même résultat :la lumière du soleil peut transformer le polystyrène en CO2 . Mais nous avons besoin de plus de recherches pour comprendre ce qui arrive aux autres produits qui se dissolvent dans l'eau, " dit Ward.

L'étude a également révélé que les additifs au polystyrène, qui peut déterminer sa couleur, la flexibilité, et d'autres caractéristiques physiques, jouent un rôle majeur dans la panne. "Différents additifs semblent absorber différentes fréquences de lumière solaire, qui influence la vitesse à laquelle le plastique se décompose, " dit Reddy.