Istraživači sa severoistoka otkrili su 2021. da svake godine u okean uđe oko 4 miliona do 10 miliona tona plastičnog ugljenika. Veći deo završi plutajući u suptropskim strujama.
Sada su istraživači – predvođeni profesorom severoistoka Aronom Stubinsom – ispitali šta se dešava kada se plastika pokvari.
„Otkrili smo da se stotine hemikalija proizvode kada se plastika razgradi na sunčevoj svetlosti“, kaže Stubins, profesor nauka o moru i životnoj sredini, građevinarstva i inženjerstva životne sredine, i hemije i hemijske biologije na Northeasternu. „Ovo može imati uticaj na ciklus ugljenika u okeanu i morsku hemiju, kao i potencijalne posledice po ljudsko zdravlje.“
Plastika su polimeri formirani od dugih lanaca ugljenika koji ih čine čvrstim, ali ih takođe čine hidrofobnim ili nesposobnim da se rastvore u vodi. Stoga često završavaju da plutaju u okeanu. Tri plastike — polietilen, polipropilen i ekspandirani polistiren — su posebno uobičajene pomorske znamenitosti; zajedno čine otprilike 70% plastike proizvedene u svetu.
Polietilen i polipropilen su takođe posebno česti u suptropskim tokovima gde okeanske struje kruže na način da se plutajući materijali akumuliraju u nekoj vrsti zakrpa. (Ekpandirani polistiren na kraju postaje vlažan i tone, tako da obično ne prolazi pored obalnih voda, napominje Stubbins).
I dok možda čujemo za plastiku koja traje stotinama godina, to ne znači da se plastika uopšte ne degradira – posebno kada je izložena intenzivnim ultraljubičastim zracima sunca koji udaraju po suptropskim okeanima.
Dakle, Stubbins i postdoktorski kolega Likin Zhu su odlučili da otkriju koje su hemikalije rezultat ove fotodegradacije polietilena, polipropilena i ekspandiranog polistirena.
Da bi to uradili, sakupili su mikroplastiku iz okeana i isekli druge plastične kontejnere kupljene u prodavnici, kao što su flaša sa šamponom i posuda za hranu, na komade od 3 milimetra. Zatvorili su ih u kvarcne tegle (staklo blokira UV zrake; zbog čega ne opečemo sunce dok sedimo na prozoru, primećuje Stubins) napola napunjene morskom vodom koja je sakupljena iz južnog Atlantika.
Istraživači su zatim izmerili količinu plastike i hemiju rastvorenog organskog ugljenika u teglama.
Neki od uzoraka su zatim stavljeni u mrak, a neki na svetlo ispod onoga što je Stubins opisao kao solarijum. Posle dva meseca, istraživači su ponovo izmerili količinu plastike i hemije rastvorenog organskog ugljenika u teglama.
Otkrili su da ima manje plastike i više rastvorenog organskog ugljenika u teglama koje se drže pod svetlom, što ukazuje da je sunčeva svetlost počela da rastvara plastiku u nove hemijske proizvode.
„Gubitak plastike na sunčevoj svetlosti je važan jer su neki ljudi predložili čišćenje površine okeana kako bi se uklonila mikroplastika“, kaže Stubins. „Ali ovo istraživanje sugeriše da ako bismo mogli da zaustavimo unošenje plastike u okean, onda bi sunčeva svetlost uklonila manju mikroplastiku iz površinskih voda u roku od nekoliko decenija.
„Međutim, takođe moramo da znamo šta se dešava sa hemikalijama koje proizvodi plastika na sunčevoj svetlosti i zato smo takođe istražili hemiju rastvorenog organskog ugljenika – molekularne supe koja se formira kada se plastika rastvara u morskoj vodi“, nastavlja Stubins.
Stubbins je otkrio da je 319 do 705 hemijskih proizvoda formirano od plastike izložene svetlosti.
Ekspandirani polistiren se razbio i proizveo „veću raznolikost hemikalija“ od polietilena i polipropilena.
„Kada ih fotodegradirate – posebno polistiren – hemikalije mogu rekombinovati i proizvesti stotine različitih hemikalija“, kaže Stubbins.
I Stubins kaže da ove dodatne hemikalije iz plastike mogu imati uticaja.
Prvo, oni mogu da menjaju hemiju morskog okruženja, posebno sastav „mikrosloja“ na površini svetskog okeana koji igra važnu ulogu u razmeni materijala — uključujući aerosole, hemikalije i gasove u tragovima — između atmosfere i okean.
„Mikrosloj pokriva ceo okean, koji predstavlja 70% površine Zemlje“, primećuje Stubins. „Ako promenite hemiju tog sloja, menjate barijeru između mora i vazduha i menjate razmenu materijala, uključujući gasove koji su aktivni u klimi.“
Drugo, dok mikroorganizmi konzumiraju mnoge rastvorene hemikalije proizvedene razgradnjom plastike, neke ne i, u stvari, mogu inhibirati rast bakterija.
„To bi moglo da promeni mikrobnu ekologiju“, kaže Stubbins.
Ispitivanje oba ova potencijalna uticaja su neki od sledećih koraka u istraživanju. Štaviše, istraživači proučavaju neke od pojedinačnih proizvedenih hemikalija i stope hemijskih reakcija koje se dešavaju kako se plastika razgrađuje.
U međuvremenu, polipropilen i polietilen su proizvodili rastvorene masne kiseline „koje liče na roditeljski materijal“, kaže Stubins. Ali ove hemikalije mogu da koriste kao hranu mikroorganizmi u okeanu.
„Danas znamo da je plastika svuda na Zemlji, a razumevanje kako se kreće po planeti i kako se razgrađuje važno je ako želite da razumete kako smo mi i drugi organizmi izloženi njoj“, kaže Stubins.
