Trilhões de fragmentos de plástico flutuam no mar, que causam a formação de grandes "manchas de lixo" nas correntes oceânicas em rotação chamadas giros subtropicais. Como resultado, os impactos na vida dos oceanos estão aumentando e afetando organismos de grandes mamíferos a bactérias na base da teia alimentar dos oceanos. Apesar desse imenso acúmulo de plásticos no mar, é responsável por apenas 1 a 2 por cento das entradas de detritos de plástico no oceano. O destino desse plástico ausente e seu impacto na vida marinha permanecem em grande parte desconhecidos.

Parece que as fotorreações impulsionadas pela luz do sol podem ser um importante reservatório de plásticos flutuantes no mar. A luz solar também pode ter um papel na redução dos plásticos a tamanhos abaixo daqueles capturados por estudos oceânicos. Essa teoria poderia explicar em parte como mais de 98% dos plásticos que entram nos oceanos desaparecem todos os anos. Contudo, direto, evidências experimentais para a degradação fotoquímica de plásticos marinhos permanecem raras.

Uma equipe de cientistas do Harbor Branch Oceanographic Institute da Florida Atlantic University, A East China Normal University e a Northeastern University conduziram um estudo único para ajudar a elucidar o mistério dos fragmentos de plástico perdidos no mar. Seu trabalho fornece uma nova visão sobre os mecanismos de remoção e vida útil potencial de alguns microplásticos selecionados.

Para o estudo, publicado no Journal of Hazardous Materials , os pesquisadores selecionaram polímeros plásticos encontrados predominantemente na superfície do oceano e os irradiaram usando um sistema de simulador solar. As amostras foram irradiadas sob luz solar simulada por aproximadamente dois meses para capturar a cinética de dissolução do plástico. Vinte e quatro horas era o equivalente a cerca de um dia solar de exposição fotoquímica nas águas superficiais do giro oceânico subtropical. Para avaliar a fotodegradação física e química desses plásticos, pesquisadores usaram microscopia óptica, microscópio eletrônico, e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR).

Os resultados mostraram que a luz solar simulada aumentou a quantidade de carbono dissolvido na água e tornou essas minúsculas partículas de plástico mais minúsculas. Também se fragmentou, oxidou e alterou a cor dos polímeros irradiados. As taxas de remoção dependeram da química do polímero. Soluções de polímero projetadas (plásticos reciclados) degradam-se mais rapidamente do que o polipropileno (por exemplo, embalagens de consumo) e polietileno (por exemplo, sacolas plásticas, filmes plásticos, e recipientes incluindo garrafas), quais foram os polímeros mais foto-resistentes estudados.

Com base na extrapolação linear da perda de massa plástica, soluções de polímero projetadas (2,7 anos) e as amostras de Giro do Pacífico Norte (2,8 anos) tiveram os tempos de vida mais curtos, seguido por polipropileno (4,3 anos), polietileno (33 anos), e polietileno padrão (49 anos), usado para engradados, bandejas, garrafas de leite e sucos de frutas, e tampas para embalagens de alimentos.

"Para os microplásticos mais fotorreativos, como poliestireno expandido e polipropileno, a luz solar pode remover rapidamente esses polímeros das águas do oceano. De outros, microplásticos menos fotodegradáveis, como polietileno, pode levar décadas a séculos para se degradar, mesmo que permaneçam na superfície do mar, "disse Shiye Zhao, Ph.D., autor sênior e pesquisador de pós-doutorado trabalhando no laboratório de Tracy Mincer, Ph.D., professora assistente de biologia / biogeoquímica na Harbor Branch da FAU e no Harriet L. Wilkes Honors College. "Além disso, à medida que esses plásticos se dissolvem no mar, eles liberam compostos orgânicos biologicamente ativos, que são medidos como carbono orgânico dissolvido total, um importante subproduto da fotodegradação de plástico movida a luz solar. "

Zhao e colaboradores também verificaram a biolabilidade do carbono orgânico dissolvido derivado do plástico sobre os micróbios marinhos. Esses orgânicos dissolvidos parecem ser amplamente biodegradáveis ​​e uma gota no oceano em comparação com o carbono orgânico dissolvido marinho biolábil natural. Contudo, alguns desses orgânicos ou seus co-lixiviados podem inibir a atividade microbiana. O carbono orgânico dissolvido liberado como a maioria dos plásticos fotodegradados foi prontamente utilizado por bactérias marinhas.

"O potencial de que os plásticos estão liberando compostos bioinibidores durante a fotodegradação no oceano pode impactar a produtividade e a estrutura da comunidade microbiana, com consequências desconhecidas para a biogeoquímica e ecologia do oceano, "disse Zhao." Um dos quatro polímeros em nosso estudo teve um efeito negativo sobre as bactérias. Mais trabalho é necessário para determinar se a liberação de compostos bioinibitórios de plásticos fotodegradantes é um fenômeno comum ou raro. "

As amostras do estudo incluíram microplásticos pós-consumo de plásticos reciclados, como um frasco de xampu e uma lancheira descartável (polietileno, polipropileno, e poliestireno expandido), bem como polietileno padrão, e fragmentos de plástico coletados nas águas superficiais do Giro do Pacífico Norte. Um total de 480 peças limpas de cada tipo de polímero foram selecionadas aleatoriamente, pesados ​​e divididos em dois grupos.