伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员发表的一项研究表明，聚苯乙烯，世界上最普遍的塑料之一，如果暴露在阳光下，可能在几十年或几个世纪内降解，而不是之前认为的数千年。这项研究于2019年10月10日发表在《环境科学与技术快报》杂志上。
“目前，政策制定者普遍认为聚苯乙烯在环境中可以永久存在，”WHOI的海洋化学家、该研究的第一作者科林·沃德(Collin Ward)说。“这是制定政策禁止它的部分理由。我们进行这项研究的动机之一是了解聚苯乙烯是否真的可以永久使用。我们并不是说塑料污染不是坏事，只是说聚苯乙烯在环境中的持久性可能比我们之前理解的要短，而且可能更复杂。几十年对环境造成伤害的机会仍然存在。”
自20世纪70年代以来，聚苯乙烯就经常在世界海洋中被检测到。日光降解塑料的想法并不新鲜，沃德说:“只要看看操场上的塑料玩具，公园里的长椅，或者草坪上的椅子，它们很快就会被日光漂白。”然而，WHOI的研究表明，阳光不仅会导致塑料在物理上分解，它还会使塑料在化学上分解成溶解的有机碳和微量的二氧化碳，其含量太低，无法影响气候变化。一旦塑料经历了这种转变，它原来的形状就从环境中消失了，它就变成了肉眼无法看到的全新副产品。他补充说，考虑到这种转变是如何发生的，这将是估算环境中塑料实际排放量的一个重要部分。
沃德说，以前对聚苯乙烯分解速度的估计是基于一套不同的假设。过去的研究主要集中在微生物在降解过程中所起的作用，而没有考虑阳光等其他因素。WHOI的海洋化学家、该论文的合著者克里斯•雷迪(Chris Reddy)表示，这并不完全令人惊讶。塑料只是有机碳的另一种形式，微生物可能会“吃掉它”——但他警告称，微生物也很聪明，而且有选择性。聚苯乙烯的化学结构复杂而笨重，它的环状骨架会阻碍微生物的生长，或者只是让塑料变得不值得那么费力。
沃德补充说:“尽管聚苯乙烯的环状骨架很难成为微生物的目标，但它的形状和大小正好可以捕捉到特定频率的阳光。”吸收这些能量可以分解碳键。
在实验室里，研究人员通过暴露五种不同的商业用聚苯乙烯样品来测试阳光是否可以转化聚苯乙烯。研究小组将每个人浸入盛有水的密封玻璃容器中，然后用太阳能模拟器(一种模拟阳光频率的灯)对他们进行照射。科学家们随后收集了溶解在水中的二氧化碳和化合物。
沃德和同事们用各种化学工具，包括一个房间大小的加速器质谱仪，追踪了在二氧化碳和过滤水中发现的碳原子的来源。“我们用了多种方法来做这件事，结果都是一样的:阳光可以把聚苯乙烯转化成二氧化碳。但是我们需要更多的研究来了解其他溶于水的产品会发生什么。”沃德说。
研究还发现，聚苯乙烯的添加剂，可以决定其颜色、柔韧性和其他物理特性，在破坏中起着重要作用。雷迪说:“不同的添加剂似乎会吸收不同频率的阳光，从而影响塑料分解的速度。”
——文章发布于2019年10月10日
