On pensait autrefois que la lumière du soleil ne fragmentait que les plastiques dans l'environnement marin en particules plus petites qui ressemblent chimiquement au matériau d'origine et persistent pour toujours. Cependant, plus récemment, les scientifiques ont appris que la lumière du soleil transforme également chimiquement le plastique en une suite de polymères, dissous-, et les produits en phase gazeuse.

Maintenant, une nouvelle étude révèle que cette réaction chimique peut produire des dizaines de milliers de composés solubles dans l'eau, ou des formules. La décomposition en ces nombreuses formules, en quelques semaines, est au moins dix fois plus complexe qu'on ne le croyait auparavant.

« La preuve croissante que la transformation photochimique des plastiques est un processus de transformation important dans les eaux de surface remet en question une hypothèse largement répandue sur la persistance du plastique dans l'environnement, " selon le journal, La formulation plastique est un nouveau contrôle de son devenir photochimique dans l'océan, Publié dans Sciences et technologies de l'environnement .

La communauté scientifique, créateurs de politiques, industrie, et d'autres "supposent que l'exposition au soleil fragmente physiquement les macroplastiques en microplastiques, qui par la suite persistent à jamais dans l'environnement, " déclare le journal, dont l'auteur principal est Anna Walsh, un étudiant du programme conjoint du Massachusetts Institute of Technology-Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) en océanographie chimique. Les nouvelles découvertes, avec ceux de la littérature, « contestez fondamentalement cette directive et indiquez que la lumière du soleil contribue non seulement à la fragmentation physique du plastique, il l'altère chimiquement, produire une suite de produits de transformation qui ne ressemblent plus à la matière mère. »

"C'est étonnant de penser que la lumière du soleil peut décomposer le plastique, qui est essentiellement un composé qui contient généralement des additifs mélangés, en dizaines de milliers de composés qui se dissolvent dans l'eau, " dit le co-auteur Collin Ward, assistant scientifique au département de chimie et géochimie marines de l'OMSI.

"Nous devons penser non seulement au sort et aux impacts des plastiques initiaux qui se répandent dans l'environnement, mais aussi sur la transformation de ces matériaux, " Ward note. "Nous ne savons pas encore vraiment quels impacts ces produits pourraient avoir sur les écosystèmes aquatiques ou sur les processus biogéochimiques tels que le cycle du carbone. Bien que les plastiques se décomposent plus rapidement que prévu peuvent sembler une bonne chose, on ne sait pas comment ces produits chimiques peuvent affecter l'environnement."

L'étude a examiné la répartition sous la lumière du soleil de quatre sacs en plastique polyéthylène à usage unique différents de trois grands détaillants qui fabriquent beaucoup de sacs en plastique - Target, CVS, et Walmart – et les a comparés à un film de polyéthylène pur. La plupart en plastique, y compris ces sacs de détaillant, ne sont pas seulement une résine de base pure, mais ils incluent plutôt une formulation complexe d'additifs chimiques pour que le plastique se comporte ou ait une certaine apparence. Jusqu'à environ un tiers de la masse de chacun des sacs en plastique des détaillants était constitué d'additifs inorganiques.

Les composés organiques produits par la lumière du soleil ont été analysés au National High Magnetic Field Laboratory, qui a conçu et développé un spectromètre de masse équipé d'un aimant de 21 teslas qui atteint la résolution de masse et la précision les plus élevées au monde. Essentiellement, l'instrument est la gamme la plus fantaisiste du monde, permettant au scientifique de déterminer la composition des formules produites par la lumière du soleil.

Les chercheurs ont découvert que sous l'exposition au soleil, les quatre sacs détaillants produits entre environ 5, 000 formules (pour le sac Target) à 15, 000 formules (pour le sac Walmart), tandis que le film de polyéthylène pur produit environ 9, 000 formules. Le scientifique a également découvert que la composition des formules produites était différente entre les plastiques purs et les plastiques de consommation.

De nombreuses études antérieures sur les plastiques marins ont généralement utilisé des polymères purs, qui sont de mauvais substituts pour le plastique dans l'environnement marin. L'article appelle la communauté des chercheurs "à adopter les diverses formulations et transformations des plastiques induites par la lumière du soleil dans l'océan" afin d'acquérir une compréhension complète et précise du devenir et des impacts de la pollution plastique marine.

« Si le but est de comprendre le devenir et les impacts de ces matériaux, nous devons étudier des plastiques représentatifs de ceux qui sont effectivement déversés dans l'environnement, ainsi que d'étudier les processus d'altération agissant sur eux, " dit Ward.

"Je suis enthousiasmé par ce travail car il propose des approches exploitables et réalisables pour fabriquer des plastiques moins persistants à l'avenir, " dit le co-auteur Christopher Reddy, scientifique principal au département de chimie et géochimie marines de l'OMSI. ""En modifiant simplement les ingrédients de leurs recettes, l'industrie du plastique peut rendre ses produits plus susceptibles de tomber en panne une fois que le produit atteint sa durée de vie utile. »

« Il y a beaucoup de place pour que les universités et l'industrie collaborent sur ce problème, " ajoute Ward. " Une façon logique de résoudre le problème plus rapidement est de travailler avec les personnes qui développent les matériaux et comprennent leurs compositions. Idéalement, nous pouvons comprendre comment le plastique peut être reformulé soit pour accélérer sa dégradation en produits bénins, soit pour minimiser la production de composés non bénins. »

Un article antérieur de Ward, Reddy, et auteur principal Taylor Nelson, chercheur postdoctoral au département de chimie et géochimie marines de l'OMSI, montre que les biofilms qui se développent sur le plastique dans l'océan empêchent la lumière d'atteindre la surface du plastique et peuvent ralentir la dégradation du plastique par la lumière du soleil. Comme le journal dirigé par Walsh, L'article de Nelson a également montré que la composition du plastique, y compris la présence d'additifs, influencé l'étendue de cet effet.