Ένα πλαστικό μπουκάλι χρειάζεται 450 χρόνια για να διαλυθεί

Το απλό πλαστικό μπουκάλι νερού αποτελεί μία από τις πιο πρόσφατες εφευρέσεις στην ιστορία των συσκευασιών. Το μπουκάλι από πολυαιθυλένιο τερεφθαλικό (PET), το τυπικό διαφανές πλαστικό δοχείο που περιέχει εμφιαλωμένο νερό, αναψυκτικά και μια μεγάλη ποικιλία άλλων υγρών, κατοχυρώθηκε για πρώτη φορά με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1973 από τον Nathaniel Wyeth, μηχανικό της DuPont.

Το προϊόν απέκτησε μαζική εμπορική χρήση κατά την επόμενη δεκαετία, και μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1980 τα μπουκάλια PET είχαν αντικαταστήσει σε μεγάλο βαθμό το γυαλί ως συσκευασίες μίας χρήσης στο μεγαλύτερο μέρος του ανεπτυγμένου κόσμου. Η ευκολία ήταν προφανής. Η φιάλη ήταν ελαφριά, άθραυστη, διαφανής και μπορούσε να κατασκευαστεί σε οποιοδήποτε μέγεθος, από μερικά ml έως αρκετά λίτρα, ενώ το κόστος ανά φιάλη, σε βιομηχανική κλίμακα, ήταν μερικά σεντς. Μέχρι το 2024, η παγκόσμια παραγωγή φιαλών PET είχε φτάσει περίπου τα 480 δισεκατομμύρια ετησίως, ή περίπου ένα εκατομμύριο φιάλες που παράγονταν κάθε λεπτό κάπου στον κόσμο.

Ωστόσο, οι ίδιες χημικές ιδιότητες που καθιστούν το PET τόσο χρήσιμο ως υλικό συσκευασίας, το καθιστούν επίσης εξαιρετικά ανθεκτικό στη φυσική αποσύνθεση. Σύμφωνα με δημοσίευμα του HowStuffWorks σχετικά με τους χρόνους αποσύνθεσης των κοινών πλαστικών, η εκτίμηση για ένα μπουκάλι νερού από PET είναι περίπου 450 χρόνια έως την πλήρη αποσύνθεσή του υπό κανονικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Ο αριθμός αυτός αποτελεί μία εκτίμηση, καθώς το συγκεκριμένο προϊόν υπάρχει μόνο για περίπου 50 χρόνια και δεν έχει παρατηρηθεί ακόμη κανένα μπουκάλι να αποσυντίθεται πλήρως στη φύση. Η εκτίμηση των 450 ετών προέρχεται από ελεγχόμενες εργαστηριακές μελέτες των ρυθμών αποσύνθεσης. Άλλες πηγές τοποθετούν το ανώτατο όριο στα 1.000 χρόνια για την πλήρη αποσύνθεση σε μικρότερα μετρήσιμα σωματίδια. Σε κάθε περίπτωση, το βασικό συμπέρασμα είναι σαφές: ουσιαστικά κάθε μπουκάλι PET που έχει κατασκευαστεί εξακολουθεί να υπάρχει στη Γη με κάποια μορφή, κάπου, σε κάποια κατάσταση μερικής αποσύνθεσης.

Γιατί τα πλαστικά διαρκούν τόσο πολύ

Ο λόγος για τον οποίο τα πλαστικά αντιστέκονται στην αποσύνθεση είναι ότι, από χημική άποψη, διαφέρουν από τα περισσότερα άλλα υλικά του φυσικού περιβάλλοντος. Η ζωντανή οργανική ύλη — ξύλο, φύλλα, ζωικός ιστός, βαμβακερό ύφασμα — αποτελείται από μόρια τα οποία οι μικροοργανισμοί αποσυνθέτουν εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια. Τα βακτήρια, οι μύκητες και άλλοι αποικοδομητές διαθέτουν ένζυμα που μπορούν να προσβάλλουν τους χημικούς δεσμούς της κυτταρίνης, της λιγνίνης, των πρωτεϊνών και άλλων φυσικών πολυμερών, απελευθερώνοντας τα συστατικά άτομα πίσω στον ευρύτερο βιολογικό κύκλο. Τα πλαστικά αποτελούνται 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 διασπάσουν αυτούς τους δεσμούς, με αποτέλεσμα το πλαστικό στο φυσικό περιβάλλον να είναι ουσιαστικά άτρωτο στη βιολογική αποσύνθεση.

Αντίθετα, το πλαστικό θρυμματίζεται. Το ηλιακό φως, οι μηχανικές καταπονήσεις, οι εναλλαγές θερμοκρασίας και η οξείδωση διασπούν σταδιακά τις μεγάλες πολυμερείς αλυσίδες του πλαστικού σε μικρότερες, με αποτέλεσμα το υλικό να διαλύεται σιγά-σιγά σε όλο και μικρότερα κομμάτια. Ένα μπουκάλι PET που εκτίθεται στο ηλιακό φως σε μια παραλία θα γίνει, με την πάροδο των ετών και των δεκαετιών, όλο και πιο εύθραυστο, στη συνέχεια θα θρυμματιστεί σε μικρότερα θραύσματα υπό τη δράση των κυμάτων, μετά θα διαβρωθεί σε ακόμη μικρότερα κομμάτια και τελικά θα αποσυντεθεί σε μικροπλαστικά — θραύσματα μικρότερα από πέντε χιλιοστά — και τελικά σε νανοπλαστικά — θραύσματα μικρότερα από ένα μικρόμετρο. Έτσι, στην πραγματικότητα, το μπουκάλι δεν έχει εξαφανιστεί. Απλώς έχει διασκορπιστεί σε έναν τεράστιο αριθμό μικρότερων κομματιών, καθένα από τα οποία διατηρεί τη βασική χημική δομή του αρχικού πλαστικού.

Πού καταλήγουν τα θραύσματα

Η διασπορά των μικροπλαστικών παγκοσμίως έχει πλέον ολοκληρωθεί σε τέτοιο βαθμό, ώστε θραύσματα έχουν εντοπιστεί σε κάθε σημαντικό οικολογικό σύστημα που έχουν εξετάσει οι επιστήμονες. Σύμφωνα με άρθρο του National Geographic για μια μελέτη του 2019 που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances από τη Melanie Bergmann και τους συναδέλφους της στο Ινστιτούτο Alfred Wegener, δείγματα χιονιού που συλλέχθηκαν από παγόβουνα στο Στενό του 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 μέσω της ατμόσφαιρας, παρασυρόμενα από τα ρεύματα του ανέμου από πόλεις πολύ πιο νότια, και είχαν πέσει από τον αέρα μαζί με τις βροχοπτώσεις.

Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2019 στο περιοδικό Nature Geoscience από τον Steve Allen και τους συνεργάτες του, και η οποία συνοψίστηκε στο περιοδικό Science, αποθέσεις μικροπλαστικών εντοπίστηκαν επίσης σε έναν μετεωρολογικό σταθμό στα Γαλλικά Πυρηναία, 100 χιλιόμετρα μακριά από την πλησιέστερη πόλη. Η συσκευή συλλογής στον μετεωρολογικό σταθμό του Bernadouze κατέγραψε κατά μέσο όρο περίπου 365 σωματίδια μικροπλαστικών ανά τετραγωνικό μέτρο την ημέρα να πέφτουν από τον ουρανό κατά τη διάρκεια της πεντάμηνης περιόδου δειγματοληψίας. Τα σωματίδια αποτελούσαν κυρίως θραύσματα συσκευασιών μίας χρήσης — από το ίδιο υλικό με τα πλαστικά μπουκάλια νερού. Η μοντελοποίηση των ανέμων έδειξε ότι τα θραύσματα είχαν μεταφερθεί μέσω της ατμόσφαιρας για τουλάχιστον 95 χιλιόμετρα πριν προσγειωθούν στην απομακρυσμένη ορεινή περιοχή. Μεταγενέστερες έρευνες έχουν εντοπίσει παρόμοια πτώση μικροπλαστικών στα Βραχώδη Όρη, στους παγετώνες των Άλπεων, στο Όρος Έβερεστ και στον πάγο της Αρκτικής — πράγμα που σημαίνει ότι ουσιαστικά κανένα σημείο στην επιφάνεια της Γης δεν είναι πλέον απαλλαγμένο από πλαστικά κατάλοιπα από την ατμόσφαιρα.

Τα στοιχεία από την Τάφρο των Μαριανών

Η διασπορά εκτείνεται και προς την αντίθετη κατεύθυνση. Σύμφωνα με μια ανασκόπηση του Science News σχετικά με την κατανομή των μικροπλαστικών σε ολόκληρο τον πλανήτη, δείγματα νερού από τον πυθμένα της Τάφρου των Μαριανών -το βαθύτερο γνωστό σημείο του πλανήτη, σε βάθος σχεδόν 11.000 μέτρων κάτω από τη στάθμη της θάλασσας- περιείχαν έως και 13,5 σωματίδια μικροπλαστικών ανά λίτρο, με συγκεντρώσεις στα ιζήματα 15 έως 160 φορές υψηλότερες από ό,τι στα 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 την επιφάνεια, για χιλιάδες έως εκατομμύρια χρόνια. Η παρουσία μικροπλαστικών σε αυτά τα ιζήματα υποδηλώνει ότι η σύγχρονη εποχή της παραγωγής πλαστικών — η οποία διαρκεί μόνο περίπου 75 χρόνια — έχει ήδη εναποθέσει μετρήσιμες ποσότητες συνθετικών πολυμερών σε ένα από τα πιο απομακρυσμένα ιζηματογενή περιβάλλοντα της Γης.

Μια μελέτη του 2019 σχετικά με τα αμφίποδα (μικρά καρκινοειδή που μοιάζουν με γαρίδες) τα οποία συλλέχθηκαν από έξι βαθιές ωκεάνιες τάφρους στον Ειρηνικό, εντόπισε θραύσματα μικροπλαστικών στο 72% του συνόλου των δειγμάτων, συμπεριλαμβανομένου του 100% εκείνων που συλλέχθηκαν από την Τάφρο των Μαριανών. Το βαθύτερο σημείο συλλογής, στην Τάφρο των Μαριανών, βρισκόταν σε βάθος 10.890 μέτρων. Ακόμη και εκεί, στο σκοτεινό, κρύο και υψηλής πίεσης περιβάλλον του βυθού του ωκεανού, η τροφική αλυσίδα είναι πλέον μολυσμένη με τα ίδια συνθετικά πολυμερή που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για τη συσκευασία ποτών μίας χρήσης. Η αλυσίδα μετάδοσης είναι απλή: το πλαστικό εισέρχεται στον ωκεανό, θρυμματίζεται υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας και της μηχανικής καταπόνησης, βυθίζεται αργά μέσα στο νερό, κατακάθεται στον βυθό, καταναλώνεται από τα ασπόνδυλα του βυθού, συσσωρεύεται στους ιστούς τους και μεταφέρεται προς τα πάνω στην τροφική αλυσίδα. Ωστόσο, η γεωγραφική πληρότητα της διασποράς δεν είχε προβλεφθεί από τους επιστήμονες που άρχισαν να μελετούν τη ρύπανση των ωκεανών από πλαστικά κατά τις δεκαετίες του 1970 και του 1980.

Τι σημαίνουν στην πραγματικότητα τα 450 χρόνια

Η εκτίμηση για τα 450 έτη, αν τη δεχτούμε ως έχει, έχει συνέπειες που είναι δύσκολο να κατανοήσουμε πλήρως. Το πρώτο μπουκάλι νερού από PET κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας πριν από 53 χρόνια, το 1973. Εάν η εκτίμηση είναι σωστή, τα μπουκάλια που παρήχθησαν κατά την πρώτη δεκαετία μαζικής χρήσης του PET — από τα τέλη της δεκαετίας του 1970 έως τα τέλη της δεκαετίας του 1980 — θα έχουν ολοκληρώσει, το 2026, περίπου το 10 έως 12 τοις εκατό του πλήρους κύκλου αποσύνθεσής τους. Τα μπουκάλια που παρήχθησαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000 έχουν ολοκληρώσει περίπου το 5 τοις εκατό. Τα μπουκάλια που παρήχθησαν πέρυσι δεν έχουν αρχίσει ακόμη να αποσυντίθενται ουσιαστικά. Το μεγαλύτερο μέρος της συνολικής μάζας PET που έχει παραχθεί βρίσκεται ακόμα κάπου στη Γη, κυρίως άθικτο, εν μέρει θρυμματισμένο, και προχωράει αργά μέσα στο παγκόσμιο περιβαλλοντικό σύστημα.

Η παγκόσμια παραγωγή πλαστικού, σύμφωνα με μια μελέτη του 2017 των Roland Geyer και συνεργατών στο Science Advances, έχει φτάσει συνολικά περίπου τους 8,3 δισεκατομμύρια τόνους από την έναρξη της μαζικής παραγωγής πλαστικού το 1950 — που ισοδυναμεί με περίπου έναν τόνο πλαστικού για κάθε άνθρωπο που ζει σήμερα. Περίπου 6,3 δισεκατομμύρια τόνοι από αυτό το σύνολο είχαν μετατραπεί σε απόβλητα μέχρι το 2015. Από αυτά τα απόβλητα, το 9% είχε ανακυκλωθεί, το 12% είχε αποτεφρωθεί και το υπόλοιπο περίπου 79% — περίπου 5 δισεκατομμύρια τόνοι — είχε απορριφθεί σε χώρους υγειονομικής ταφής ή απευθείας στο φυσικό περιβάλλον, όπου τώρα αποσυντίθεται αργά. Η εκτίμηση των 450 ετών ανά μπουκάλι νερού, εφαρμοζόμενη στην ευρύτερη κατηγορία όλων των πλαστικών που έχουν παραχθεί ποτέ, σημαίνει ότι ουσιαστικά και οι 8,3 δισεκατομμύρια τόνοι βρίσκονται ακόμα εδώ, κάπου, σε κάποια κατάσταση μερικής αποσύνθεσης. Οι επόμενοι αιώνες του ανθρώπινου πολιτισμού θα βρεθούν σε ένα παγκόσμιο περιβάλλον του οποίου οι ωκεανοί, τα εδάφη, η ατμόσφαιρα και τα τροφικά δίκτυα θα περιέχουν αυξανόμενες συγκεντρώσεις θραυσμάτων συνθετικών πολυμερών, τα οποία το ανθρώπινο είδος δεν έχει ακόμη βρει τρόπο να απομακρύνει και για τα οποία η φύση δεν έχει ακόμη εξελιχθεί ώστε να τα απορροφήσει.