曾有人认为，阳光只会将海洋环境中的塑料碎裂成更小的颗粒，这些颗粒在化学上与原始材料相似并永远存在。然而，科学家们最近了解到，阳光还会将塑料化学转化为一系列聚合物、溶解和气相产品。
现在，一项新研究发现，这种化学反应可以产生数以万计的水溶性化合物或配方。在几周内分解成这么多公式，至少比以前理解的复杂十倍。
“越来越多的证据表明塑料的光化学转化是地表水中的一个重要转化过程，这对人们普遍认为的塑料在环境中的持久性提出了挑战，”该论文称，塑料配方是对其在海洋中的光化学归宿的一种新兴控制，发表在《环境科学与技术》上。
该论文的主要作者是麻省理工学院的学生 Anna Walsh 称，科学界、政策制定者、工业界和其他人“假设阳光照射只是将大塑料从物理上分解成微塑料，然后在环境中永远存在”。 - 伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 化学海洋学联合计划。新发现以及文献中的发现“从根本上挑战了这一准则，并表明阳光不仅有助于塑料的物理破碎，而且会对其进行化学改变，产生一套不再类似于母体材料的转化产物。”
WHOI 海洋化学助理科学家、合著者科林沃德说：“令人惊讶的是，阳光可以将塑料分解成数万种溶于水的化合物，塑料本质上是一种通常混合了一些添加剂的化合物。”和地球化学系。
“我们不仅需要考虑泄漏到环境中的初始塑料的命运和影响，还需要考虑这些材料的转化，”沃德指出。“我们还不知道这些产品可能对水生生态系统或碳循环等生物地球化学过程造成什么影响。虽然塑料分解速度比预期快似乎是一件好事，但尚不清楚这些化学物质如何影响环境.”
该研究检查了来自三个主要生产塑料袋的主要零售商(Target、CVS 和 Walmart)的四种不同一次性消费聚乙烯塑料袋在阳光下的分解情况，并将它们与纯聚乙烯薄膜进行了比较。大多数塑料，包括这些零售袋，不仅是纯基础树脂，而且还包括复杂的化学添加剂配方，以使塑料具有特定的行为或外观。每个零售商的塑料袋质量的约三分之一是无机添加剂。
由太阳光产生的有机化合物在国家强磁场实验室进行分析，该实验室设计并开发了配备 21 特斯拉磁体的质谱仪，该质谱仪达到了世界上最高的质量分辨率和准确度。从本质上讲，该仪器是世界上最精美的秤，使科学家能够确定阳光产生的配方的成分。
研究人员发现，在阳光照射下，四个零售商袋可生产约 5,000 个配方(对于 Target 袋)至 15,000 个配方(对于 Walmart 袋)，而纯聚乙烯薄膜可生产约 9,000 个配方。科学家还发现，纯塑料和消费塑料所生产的配方成分不同。
许多以前对海洋塑料的研究通常使用纯聚合物，它们是海洋环境中塑料的不良代表。该论文呼吁研究界“接受海洋中塑料的多样化配方和阳光驱动的转化”，以便全面准确地了解海洋塑料污染的命运和影响。
“如果目标是了解这些材料的命运和影响，我们需要研究代表实际泄漏到环境中的塑料，并研究作用于它们的风化过程，”沃德说。
“我对这项工作感到兴奋，因为它提供了可操作且可实现的方法，可以在未来制造持久性较低的塑料，”合著者、WHOI 海洋化学和地球化学部的高级科学家克里斯托弗·雷迪 (Christopher Reddy) 说。“通过简单地修改配方中的成分，塑料行业可以使他们的产品在产品达到使用寿命后更容易分解。”
“学术界和工业界在这个问题上有很大的合作空间，”沃德补充道。“更快解决问题的一种合乎逻辑的方法是与开发材料并了解其成分的人合作。理想情况下，我们可以弄清楚如何重新配制塑料以加速其降解为良性产品或最大限度地减少生产非良性化合物。”
Ward、Reddy 和主要作者、WHOI 海洋化学和地球化学系博士后研究员 Taylor Nelson 较早的一篇论文表明，海洋中塑料上生长的生物膜会阻止光线到达塑料表面，并可能减缓阳光对塑料的降解。与沃尔什领导的论文一样，纳尔逊的论文也表明塑料的成分，包括添加剂的存在，影响了这种影响的程度。
Seaver Institute、Gerstner Family Foundation、WHOI 和美国国家科学基金会提供了对研究的支持。
