《生物基塑料和塑料混纺纺织品难以在海洋生物中降解》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-06-24
  • 塑料污染似乎无处不在,除了用于制造塑料袋、杯子和瓶子等生活用品,服装、地毯和其他纺织品制造业也越来越离不开塑料,人类对塑料的依赖导致了这场污染灾难。来自美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所(UC San Diego’s Scripps Institution of Oceanography)的研究人员首次追踪了天然、合成和混合纺织品在海洋中直接被生物降解的能力。该研究成果已于5月24日发表在《PLOS One》期刊上。
    论文主要作者Royer进行了一项实验,发现天然和木质纤维素织物在一个月内会降解,而由聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)制成的可生物降解塑料织物,即使经过长达一年的海水浸泡也没有显示出任何降解的迹象。Royer认为在工业中可生物降解的物质在自然环境中不一定会被降解,最终成为海洋污染物。大约62%的纺织品(约6800万吨)由塑料纤维和塑料混合物制成,它们可以在环境中存在几十年到几个世纪。这些纺织品在日常穿着和洗涤过程中也会因微纤维脱落而造成塑料污染。
    在实验中,研究人员使用了十种纺织工业中常用的不同类型的织物,包括木质纤维素(商业上称为莱赛尔、莫代尔和粘胶)、天然纤维素(有机原棉和非有机原棉)、生物塑料(PLA)、油基塑料(聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯)以及聚酯和聚丙烯混合的莱赛尔纤维混合物。这些纺织品通过流通容器分别被放置在海面和10米水深的海底,每七天对样本进行一次检查,并拍摄图像,从重复样本中取出小块用于进一步调查。整个海面实验周期持续了231天,海底持续了196天。
    实验结果显示,天然的纤维素基纺织品在30-35天内反复分解,但是油基和生物基材料在428天后也没有显示出分解的迹象。研究人员通过电子显微镜测量了每根纤维的大小和结构。随着时间的推移,天然纤维变得越来越细,而塑料纤维的直径保持不变,没有生物降解的迹象。与此同时,拉曼光谱分析显示纤维素基材料的化学指纹发生了显著变化,而生物基和油基塑料则保持不变。
    该研究指出,生物基PLA塑料作为一种生态前景广阔的材料上市、油基聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯是人为污染的重要来源,这些材料在自然环境中如何发挥作用应被进一步探索,并希望消费者能够更加重视环保意识。Royer表示人们应该少买衣服,寻找更循环、更可持续的选择。如果需要购买,尽量选择天然的高品质材料,如羊毛或纤维素基材料。(刘雪雁  编辑)

  • 原文来源:https://scripps.ucsd.edu/news/not-so-biodegradable-new-study-finds-bio-based-plastic-and-plastic-blend-textiles-do-not
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    • 编译者:liguiju
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    • 全球塑料污染问题日益严峻,严重威胁了全球环境,不仅对大自然和动物有害,对人类健康也产生不利影响,例如研究表明在人类血液中已发现了塑料。2010年,研究人员估计,一年内有80亿公斤塑料涌入海洋,预计到2025年这一数据将急剧增加。进入海洋的塑料如果迁移到中心位置,就会形成垃圾漩涡,如覆盖面积超过160万平方公里的太平洋垃圾带。这些塑料无法降解,而是分解成更小的颗粒,最终成为在环境中持续数世纪的微塑料。 为了解决塑料垃圾增加的问题,加州大学圣地亚哥分校的科学家们开发出了新的可生物降解材料,旨在取代传统使用的塑料。在证明这种聚氨酯泡沫塑料可以在陆基堆肥中生物降解后,研究团队证明了这种材料也可以在海水中生物降解。研究结果发表在《整体环境科学》(Science of the Total Environment)杂志上。 研究人员在斯克里普斯的埃伦·布朗宁·斯克里普纪念码头和实验水族馆对新研发的生物降解聚氨酯材料进行了一系列测试。该码头的位置为科学家提供了在天然近岸生态系统中测试材料的途径和机会,而这正是垃圾塑料最有可能最终出现的环境。研究小组在聚氨酯泡沫塑料上发现了多种海洋生物,它们将材料生物降解回其初始化学物质,并将其作为营养物质消耗掉。 研究人员将泡沫塑料样品暴露于潮汐和波浪中,并使用傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜跟踪分子和物理变化。结果显示,在短短四周内材料就开始降解。然后,研究人员从圣地亚哥周围的六个海洋地点发现了能够分解和消耗聚氨酯材料的微生物。这些微生物主要是细菌和真菌的混合物,生活在整个自然海洋环境中。(张灿影 编译)