Κάθε πλαστικό μπουκάλι που παράγεται από τη δεκαετία του 1970 εξακολουθεί να είναι ουσιαστικά άθικτο κάπου στη Γη
Το πλαστικό μπουκάλι νερού είναι μια από τις πιο πρόσφατες εφευρέσεις στην ιστορία των ανθρώπινων συσκευασιών. Το μπουκάλι από τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), το τυπικό διαφανές πλαστικό δοχείο που περιέχει εμφιαλωμένο νερό, αναψυκτικά και μια μεγάλη γκάμα άλλων υγρών, κατοχυρώθηκε για πρώτη φορά με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1973 από τον Nathaniel Wyeth, μηχανολόγο μηχανικό στην DuPont.
Το προϊόν πέρασε από την εργαστηριακή περιέργεια στη μαζική εμπορική χρήση κατά την επόμενη δεκαετία και μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980 τα μπουκάλια PET είχαν σε μεγάλο βαθμό αντικαταστήσει το γυαλί με δοχεία ποτών μιας χρήσης στο μεγαλύτερο μέρος του ανεπτυγμένου κόσμου. Η ευκολία ήταν προφανής. Το μπουκάλι ήταν ελαφρύ, άθραυστο, διαφανές και μπορούσε να κατασκευαστεί σε οποιοδήποτε μέγεθος, από μερικά χιλιοστόλιτρα έως αρκετά λίτρα.
Το κόστος ανά μπουκάλι, σε βιομηχανική κλίμακα, ήταν μερικά σεντς. Μέχρι το 2024, η παγκόσμια παραγωγή μπουκαλιών PET είχε φτάσει περίπου τα 480 δισεκατομμύρια ετησίως, ή περίπου το ένα εκατομμύριο μπουκάλια που παράγονταν κάθε λεπτό κάπου στον κόσμο.
Οι ίδιες χημικές ιδιότητες που καθιστούν το PET τόσο χρήσιμο ως υλικό συσκευασίας το καθιστούν επίσης εξαιρετικά ανθεκτικό στη φυσική αποσύνθεση. Σύμφωνα με την αναφορά του HowStuffWorks σχετικά με τα χρονοδιαγράμματα αποσύνθεσης των κοινών πλαστικών , η τυπική εκτίμηση για ένα μπουκάλι νερού PET είναι περίπου 450 χρόνια για να αποσυντεθεί πλήρως υπό κανονικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Ο αριθμός αυτός καθαυτός είναι μια εκτίμηση, καθώς το PET υπάρχει μόνο για περίπου 50 χρόνια και κανένα μπουκάλι δεν έχει παρατηρηθεί ακόμη να αποσυντίθεται πλήρως στη φύση. Η εκτίμηση των 450 ετών προέρχεται από εργαστηριακά ελεγχόμενες μελέτες ρυθμών αποικοδόμησης, με παρέκταση προς τα εμπρός. Άλλες πηγές θέτουν το ανώτατο όριο στα 1.000 χρόνια για πλήρη αποσύνθεση στα μικρότερα μετρήσιμα σωματίδια. Σε κάθε περίπτωση, το βασικό εύρημα είναι σαφές: ουσιαστικά κάθε μπουκάλι PET που έχει κατασκευαστεί ποτέ εξακολουθεί να υπάρχει στη Γη σε κάποια μορφή, κάπου, σε κάποια κατάσταση μερικής αποικοδόμησης.
Γιατί τα πλαστικά αντιστέκονται στην αποσύνθεση;
Γιατί το πλαστικό διαρκεί τόσο πολύ; Ο λόγος που τα πλαστικά αντιστέκονται στην αποσύνθεση είναι ότι χημικά διαφέρουν από τα περισσότερα άλλα υλικά στο φυσικό περιβάλλον. Η ζωντανή οργανική ύλη – ξύλο, φύλλα, ζωικός ιστός, βαμβακερό ύφασμα – αποτελείται από μόρια που οι μικροοργανισμοί έχουν εξελιχθεί σε διάστημα δισεκατομμυρίων ετών για να τα διασπάσουν. Βακτήρια, μύκητες και άλλοι αποικοδομητές διαθέτουν ένζυμα που μπορούν να επιτεθούν στους χημικούς δεσμούς στην κυτταρίνη, τη λιγνίνη, τις πρωτεΐνες και άλλα φυσικά πολυμερή, απελευθερώνοντας τα συστατικά άτομα πίσω στον ευρύτερο βιολογικό κύκλο. Τα πλαστικά είναι κατασκευασμένα από συνθετικά πολυμερή των οποίων οι χημικοί δεσμοί δεν υπήρχαν στη Γη πριν από τις αρχές του 20ού αιώνα. Κανένας μικροοργανισμός δεν έχει ακόμη αναπτύξει αποτελεσματικά ένζυμα ικανά να σπάσουν αυτούς τους δεσμούς και το αποτέλεσμα είναι ότι το πλαστικό στο φυσικό περιβάλλον είναι ουσιαστικά άτρωτο στη βιολογική αποσύνθεση.
Αυτό που κάνει το πλαστικό είναι να θρυμματίζεται. Το ηλιακό φως, η μηχανική καταπόνηση, οι θερμοκρασιακές μεταβολές και η οξείδωση διασπούν αργά τις μακριές πολυμερικές αλυσίδες του πλαστικού σε μικρότερες αλυσίδες, και το υλικό σε μεγάλο όγκο διασπάται αργά σε όλο και μικρότερα φυσικά κομμάτια. Ένα μπουκάλι PET που εκτίθεται στο ηλιακό φως σε μια παραλία, με την πάροδο των ετών και δεκαετιών, θα γίνει ολοένα και πιο εύθραυστο, στη συνέχεια θα θρυμματιστεί σε μικρότερα θραύσματα υπό την επίδραση των κυμάτων, στη συνέχεια θα υποστεί τις καιρικές συνθήκες σε ακόμη μικρότερα κομμάτια και τελικά θα διασπαστεί σε μικροπλαστικά – θραύσματα μικρότερα από πέντε χιλιοστά – και τελικά σε νανοπλαστικά – θραύσματα μικρότερα από ένα μικρόμετρο. Το μπουκάλι δεν έχει στην πραγματικότητα εξαφανιστεί. Απλώς έχει διασκορπιστεί σε έναν τεράστιο αριθμό μικρότερων κομματιών, καθένα από τα οποία διατηρεί τη βασική χημική δομή του αρχικού πλαστικού. Η διασπορά είναι μονόδρομη. Τα μικροπλαστικά δεν θα επανασυναρμολογηθούν φυσικά στο αρχικό μπουκάλι.
Πού καταλήγουν τα θραύσματα
Η διασπορά των μικροπλαστικών στο παγκόσμιο περιβάλλον είναι πλέον αρκετά πλήρης, ώστε να έχουν βρεθεί θραύσματα σε κάθε σημαντικό οικολογικό διαμέρισμα που έχουν εξετάσει οι επιστήμονες. Σύμφωνα με την κάλυψη από το National Geographic μιας δημοσίευσης στο Science Advances του 2019 από την Melanie Bergmann και τους συναδέλφους της στο Ινστιτούτο Alfred Wegener , δείγματα χιονιού που συλλέχθηκαν από πάγους στο Στενό Fram – την ακατοίκητη έκταση του ωκεανού μεταξύ της Γροιλανδίας και του αρχιπελάγους Svalbard της Νορβηγίας – περιείχαν περίπου 14.000 μικροπλαστικά σωματίδια ανά λίτρο. Η τοποθεσία βρισκόταν χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά από οποιαδήποτε σημαντική πηγή πλαστικής ρύπανσης. Τα σωματίδια είχαν μεταφερθεί εκεί στην ατμόσφαιρα, κινούμενα με ρεύματα ανέμου από πόλεις πολύ νοτιότερα, και είχαν πέσει από τον αέρα με τις βροχοπτώσεις.
Οι βροχοπτώσεις των Πυρηναίων
Σύμφωνα με μια δημοσίευση του 2019 στο Nature Geoscience μικροπλαστικά αποθέματα βρέθηκαν ομοίως σε έναν μετεωρολογικό σταθμό στα γαλλικά Πυρηναία, 100 χιλιόμετρα από την πλησιέστερη πόλη. Η συσκευή συλλογής στον μετεωρολογικό σταθμό Bernadouze κατέγραψε κατά μέσο όρο περίπου 365 μικροπλαστικά σωματίδια ανά τετραγωνικό μέτρο την ημέρα που έπεφταν από τον ουρανό κατά τη διάρκεια της πεντάμηνης περιόδου δειγματοληψίας. Τα σωματίδια κυριαρχούνταν από θραύσματα συσκευασίας μιας χρήσης – το ίδιο υλικό με τα μπουκάλια νερού PET. Η υπολογιστική μοντελοποίηση των μοτίβων του ανέμου έδειξε ότι τα θραύσματα είχαν μεταφερθεί στην ατμόσφαιρα για τουλάχιστον 95 χιλιόμετρα πριν προσγειωθούν στην απομακρυσμένη ορεινή τοποθεσία. Μεταγενέστερες εργασίες έχουν βρει παρόμοιες μικροπλαστικές βροχοπτώσεις στα Βραχώδη Όρη, στους αλπικούς παγετώνες, στο Έβερεστ και στους αρκτικούς πάγους – πράγμα που σημαίνει ότι ουσιαστικά πουθενά στην επιφάνεια της Γης δεν είναι πλέον απαλλαγμένο από πλαστικά αποθέματα από την ατμόσφαιρα.
Τα στοιχεία για την Τάφρο των Μαριάνων
Η διασπορά επεκτείνεται και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Σύμφωνα με μια ανασκόπηση του Science News σχετικά με την κατανομή των μικροπλαστικών σε ολόκληρο τον πλανήτη , δείγματα βυθού από την Τάφρο των Μαριανών, την βαθύτερη γνωστή τοποθεσία στον πλανήτη, σχεδόν 11.000 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας, περιείχαν έως και 13,5 μικροπλαστικά σωματίδια ανά λίτρο, με συγκεντρώσεις ιζημάτων 15 έως 160 φορές υψηλότερες από τα υπερκείμενα νερά. Η Τάφρος των Μαριανών απέχει περίπου 200 χιλιόμετρα από την πλησιέστερη ξηρά. Τα ιζήματά της συσσωρεύουν οργανική ύλη και ορυκτά που πέφτουν από τα επιφανειακά ύδατα, για χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια. Η παρουσία μικροπλαστικών σε αυτά τα ιζήματα δείχνει ότι η σύγχρονη εποχή της παραγωγής πλαστικών – που διαρκεί μόνο περίπου 75 χρόνια, σε αθροιστικούς όρους – έχει ήδη εναποθέσει μετρήσιμες ποσότητες συνθετικού πολυμερούς σε ένα από τα πιο απομακρυσμένα ιζηματογενή περιβάλλοντα στη Γη.
Μια μελέτη του 2019 σε αμφίποδα (μικρά καρκινοειδή που μοιάζουν με γαρίδες) που συλλέχθηκαν από έξι βαθιές ωκεάνιες τάφρους στον Ειρηνικό Ωκεανό, βρήκε θραύσματα μικροπλαστικού στο 72% όλων των δειγμάτων, συμπεριλαμβανομένου του 100% αυτών που συλλέχθηκαν από την Τάφρο των Μαριανών. Το βαθύτερο σημείο συλλογής, στην Τάφρο των Μαριανών, βρισκόταν σε βάθος 10.890 μέτρων. Ακόμα και εκεί, στο σκοτεινό, κρύο περιβάλλον υψηλής πίεσης του βυθού του ωκεανού, η τροφική αλυσίδα είναι πλέον μολυσμένη με τα ίδια συνθετικά πολυμερή που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για τη συσκευασία ποτών μιας χρήσης. Η αλυσίδα μετάδοσης είναι απλή κατ’ αρχήν – το πλαστικό εισέρχεται στον ωκεανό, θραυσματώνεται υπό υπεριώδη ακτινοβολία και μηχανική καταπόνηση, βυθίζεται αργά στη στήλη του νερού, κατακάθεται σε ιζήματα βαθέων υδάτων, καταναλώνεται από ασπόνδυλα βαθέων υδάτων, συσσωρεύεται στους ιστούς τους, μεταδίδεται στην τροφική αλυσίδα – αλλά η γεωγραφική πληρότητα της διασποράς δεν είχε προβλεφθεί από τους επιστήμονες που ξεκίνησαν να μελετούν τη ρύπανση από πλαστικό των ωκεανών στις δεκαετίες του 1970 και του 1980.
Τι σημαίνουν στην πραγματικότητα 450 χρόνια
Η εκτίμηση της αποσύνθεσης σε 450 χρόνια, λαμβάνοντας υπόψη την ονομαστική της αξία, έχει επιπτώσεις που είναι δύσκολο να απορροφηθούν πλήρως. Το πρώτο μπουκάλι νερού PET κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας πριν από 53 χρόνια, το 1973. Εάν η εκτίμηση είναι σωστή, τα μπουκάλια που κατασκευάστηκαν κατά την πρώτη δεκαετία μαζικής χρήσης PET – από τα τέλη της δεκαετίας του 1970 έως τα τέλη της δεκαετίας του 1980 – έχουν, το 2026, ολοκληρώσει περίπου το 10 έως 12 τοις εκατό του πλήρους κύκλου αποσύνθεσής τους. Τα μπουκάλια που κατασκευάστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000 έχουν ολοκληρώσει περίπου το 5 τοις εκατό. Τα μπουκάλια που παρήχθησαν πέρυσι δεν έχουν ακόμη αρχίσει να αποσυντίθενται ουσιαστικά.
Το μεγαλύτερο μέρος της σωρευτικής μάζας PET που έχει κατασκευαστεί ποτέ εξακολουθεί να υπάρχει κάπου στη Γη, ως επί το πλείστον άθικτο, εν μέρει κατακερματισμένο, διαπερνώντας αργά το παγκόσμιο περιβαλλοντικό σύστημα.
