Una volta si pensava che la luce solare frammentasse solo la plastica nell'ambiente marino in particelle più piccole che assomigliano chimicamente al materiale originale e persistono per sempre. Però, gli scienziati più recentemente hanno appreso che la luce solare trasforma chimicamente la plastica in una suite di polimeri, disciolto-, e prodotti in fase gassosa.

Ora, un nuovo studio rileva che questa reazione chimica può produrre decine di migliaia di composti idrosolubili, o formule. La scomposizione in tante formule, in poche settimane, è almeno dieci volte più complesso di quanto precedentemente inteso.

"La crescente evidenza che la trasformazione fotochimica della plastica è un importante processo di trasformazione nelle acque superficiali sfida un'ipotesi ampiamente diffusa sulla persistenza della plastica nell'ambiente, "Secondo il giornale, La formulazione della plastica è un controllo emergente del suo destino fotochimico nell'oceano, pubblicato in Scienze e tecnologie ambientali .

La comunità scientifica, politici, industria, e altri "presumono che l'esposizione alla luce solare si limiti a frammentare fisicamente le macroplastiche in microplastiche, che successivamente persistono per sempre nell'ambiente, " afferma il giornale, la cui autrice principale è Anna Walsh, uno studente del programma congiunto di oceanografia chimica del Massachusetts Institute of Technology-Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). Le nuove scoperte, insieme a quelli della letteratura, "sfida fondamentalmente questa linea guida e indica che la luce solare non solo aiuta la frammentazione fisica della plastica, lo altera chimicamente, producendo una suite di prodotti di trasformazione che non assomigliano più al materiale originario."

"È sorprendente pensare che la luce del sole possa abbattere la plastica, che è essenzialmente un composto che in genere ha alcuni additivi mescolati, in decine di migliaia di composti che si dissolvono in acqua, " dice il co-autore Collin Ward, assistente scienziato nel dipartimento di chimica marina e geochimica dell'OMS.

"Dobbiamo pensare non solo al destino e agli impatti della plastica iniziale che viene dispersa nell'ambiente, ma anche sulla trasformazione di quei materiali, " Osserva Ward. "Non sappiamo ancora quali impatti questi prodotti potrebbero avere sugli ecosistemi acquatici o sui processi biogeochimici come il ciclo del carbonio. Sebbene la plastica si rompa più rapidamente del previsto può sembrare una buona cosa, non è chiaro come queste sostanze chimiche possano influenzare l'ambiente".

Lo studio ha esaminato la rottura alla luce del sole di quattro diversi sacchetti di plastica di polietilene monouso di consumo da tre principali rivenditori che producono molti sacchetti di plastica:Target, CVS, e Walmart, e li ha confrontati con un film di polietilene puro. La maggior parte di plastica, comprese queste borse del rivenditore, non sono solo una resina di base pura, ma piuttosto includono una complessa formulazione di additivi chimici per far sì che la plastica si comporti o appaia in un certo modo. Fino a circa un terzo della massa di ciascuno dei sacchetti di plastica dei rivenditori era costituito da additivi inorganici.

I composti organici prodotti dalla luce solare sono stati analizzati presso il National High Magnetic Field Laboratory, che ha progettato e sviluppato uno spettrometro di massa dotato di un magnete da 21 tesla che raggiunge la massima risoluzione di massa e accuratezza al mondo. Essenzialmente, lo strumento è la scala più fantasiosa del mondo, permettendo allo scienziato di determinare la composizione delle formule prodotte dalla luce solare.

I ricercatori hanno scoperto che sotto l'esposizione alla luce solare, le quattro borse del rivenditore prodotte tra circa 5, 000 formule (per la borsa Target) a 15, 000 formule (per la borsa Walmart), mentre il film di polietilene puro ha prodotto circa 9, 000 formule. Lo scienziato ha anche scoperto che la composizione delle formule prodotte era diversa tra la plastica pura e quella di consumo.

Molti studi precedenti sulle plastiche marine hanno generalmente utilizzato polimeri puri, che sono scarsi proxy per la plastica nell'ambiente marino. Il documento chiede alla comunità di ricerca di "abbracciare le diverse formulazioni e le trasformazioni della plastica nell'oceano guidate dalla luce solare" al fine di ottenere una comprensione completa e accurata del destino e degli impatti dell'inquinamento marino da plastica.

"Se l'obiettivo è comprendere il destino e gli impatti di questi materiali, dobbiamo studiare le plastiche che siano rappresentative di quelle effettivamente disperse nell'ambiente, oltre a studiare i processi di invecchiamento che agiscono su di essi, "dice Ward.

"Sono entusiasta di questo lavoro perché fornisce approcci attuabili e realizzabili per produrre plastiche meno persistenti in futuro, ", afferma il coautore Christopher Reddy, scienziato senior nel dipartimento di chimica e geochimica marina dell'OMS. ""Semplicemente modificando gli ingredienti nelle loro ricette, l'industria della plastica può rendere i propri prodotti più soggetti a guasti una volta che il prodotto raggiunge la sua durata utile."

"C'è molto spazio per il mondo accademico e l'industria per collaborare su questo problema, " aggiunge Ward. "Un modo logico per risolvere il problema più velocemente è lavorare con le persone che sviluppano i materiali e capiscono le loro composizioni. Idealmente, possiamo capire come la plastica può essere riformulata per accelerarne la degradazione in prodotti benigni o per ridurre al minimo la produzione di composti non benigni".

Un precedente articolo di Ward, rosso, e l'autore principale Taylor Nelson, un ricercatore post-dottorato nel dipartimento di chimica marina e geochimica dell'OMS, mostra che i biofilm che crescono sulla plastica nell'oceano schermano la luce dal raggiungere la superficie della plastica e possono rallentare la degradazione della plastica da parte della luce solare. Come il giornale guidato da Walsh, L'articolo di Nelson ha anche mostrato che la composizione della plastica, compresa la presenza di additivi, influenzato la portata di questo effetto.