世界卫生组织的研究人员确定了商业饮用吸管在沿海海洋中的寿命，并开发了一种降解速度比纸张更快的生物塑料吸管原型0 o0 m* @0 Q+ w3 i9 |7 l
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# b% x5 Z7 b- i" k9 O& |马萨诸塞州伍兹霍尔——秸秆是海岸线上最常见的塑料垃圾之一。随着越来越多的塑料产品被生产、消费和处理，科学家和制造商正在开发同样有效的替代材料，不会导致环境中持续的塑料污染。
" l7 d$ r+ }6 ]6 J+ @但并不是所有的塑料都是一样的——不同的制造商有不同的基础聚合物配方，如聚乳酸（PLA）和聚丙烯（PP）以及化学添加剂。这意味着不同的塑料配方在环境中的表现不同，在海洋中的分解速度也不同。市场上有一些新材料不再使用石油衍生产品，比如二乙酸纤维素，一种从木浆中提取的聚合物，广泛用于消费品——伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的科学家们一直在努力量化各种塑料制品的环境寿命，以回答尚未解决的问题，即吸管在海洋中能用多久？
3 h/ z6 B! X/ v2 _/ ?8 \这种吸管是由原型材料二乙酸纤维素制成的。新的研究表明，这种材料在发泡的环境中比纸张分解得更快。（图片来源：Rachel Mann/©伍兹霍尔海洋研究所）; A, J! n0 z8 |5 R6 N
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* D% m$ Y; T' J7 j4 {7 A在发表于的一篇新论文中www.52ocean.cn,www.52ocean.cn和www.52ocean.cn，提供了资金，作为合著者进行了贡献，并为这项研究提供了材料。
Q; ^1 n2 X7 D9 z* R8 e( h沃德说：“我们对塑料在海洋中的寿命缺乏确切的了解，所以我们一直在设计方法来测量这些材料的降解速度。”。“事实证明，在这种情况下，有些生物塑料吸管实际上降解得相当快，这是个好消息。”2 n( H, K. a% D
他们的方法是将八种不同类型的吸管悬浮在马萨诸塞州玛莎葡萄园湾的一罐连续流动的海水中。该方法还控制温度、光照和其他环境变量，以模拟自然海洋环境。在16周内监测所有吸管的降解迹象，并对吸管上生长的微生物群落进行表征。" M5 O- S2 T+ ?, j
詹姆斯说：“我的兴趣是了解塑料的命运、持久性和毒性，以及我们如何利用这些信息来设计对人类和地球更有利的下一代材料。”。“我们有独特的能力，可以在环境系统实验室的储罐中将海洋环境带到陆地上。这为我们提供了一个非常可控的天然海水环境。” T/ T( t3 L3 ^: n" o* E3 t
他们测试了由CDA、聚羟基烷酸酯（PHA）、纸张、PLA和PP制成的吸管。在将吸管浸入水箱的几周内，CDA、PHA和纸张吸管降解了高达50%，预计沿海海洋的环境寿命为10-20个月。PLA和PP吸管没有显示出可测量的降解迹象。
2 t9 t4 D7 M- \0 _3 O8 P1 t4 _然后，科学家们比较了两种由CDA制成的吸管——一种是固体吸管，另一种是泡沫吸管，这两种吸管都是由伊斯曼公司提供的。用发泡CDA制成的吸管是一个原型，看看增加表面积是否会加速分解。他们发现，泡沫吸管的降解速度比固体吸管快184%，导致其预计环境寿命比纸吸管短。0 A) [. G6 l0 [. s
詹姆斯说：“这种泡沫吸管的独特之处在于，它的预期寿命比纸吸管短，但保留了塑料或生物塑料吸管的特性，根据作者的说法。7 Z C- R. W: Q! t$ F' `, {
在世界卫生组织的环境系统实验室，对由不同类型材料制成的吸管的降解进行了16周的观察。吸管保存在水箱中，其中有来自玛莎葡萄园湾的连续海水。（图片来源：Bryan James/©伍兹霍尔海洋研究所）& f+ N) X W4 k5 |) {$ F1 j- |4 _
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Jeff Carbeck说：“这项研究在选择吸管材料时提供了知情和透明的数据，对吸管制造商来说非常有价值。更重要的是，它保证了基于CDA的吸管不会增加持续的塑料污染，同时也表明了吸管制造商致力于提供一种可持续的产品，降低海洋生物的风险。”，伊士曼公司创新副总裁。8 g, I. \9 t( W- ?3 F
科学支持摒弃传统的塑料材料。塑料污染对人类和生态系统造成危害，塑料行业是气候变化的主要原因，约占其整个生命周期温室气体排放量的4%至5%。在过去的50年里，随着塑料垃圾在全球海洋和海洋食物链中无处不在，识别可持续来源的新材料非常重要，促进从线性经济向循环经济的转变，如果它们偶然泄漏到环境中，就会分解。
( F, e, @; F# a' ]: a4 o6 D沃德说：“虽然有人推动人们远离塑料，但现实是塑料会一直存在。我们正在努力接受这样一个事实，即这些材料将被消费者使用，然后我们可以与公司合作，在它们泄漏到环境中时，将其影响降至最低。”。
4 R1 C$ E( X U+ i/ RCarbeck说：“我们认识到测试、验证和了解我们基于CDA的产品的海洋降解的重要性，但缺乏必要的资源。”。“知道世界卫生组织拥有专业知识和设施，我们参与了应对这一挑战的合作努力。这种伙伴关系展示了行业和学术界合作在推进共同目标和产生积极影响方面的力量。”
6 V! I; {6 Z9 U. T; |) ^, ^ Z不同类型的吸管在被海水连续碾压16周后。（图片来源：Rachel Mann/©伍兹霍尔海洋研究所）
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研究小组还发现，降解的秸秆的微生物群落对每种秸秆材料都是独特的。然而，两种不降解吸管上的微生物群落是相同的，尽管它们的化学结构大不相同。这提供了进一步的证据，表明本地微生物正在降解可生物降解的吸管，而不可生物降解吸管可能会在海洋中持续存在。9 I+ ^' `7 o% n' { M
沃德说：“我们对塑料污染对海洋健康影响的理解真的很不确定，这在很大程度上归结为不知道这些材料的长期命运。”。他和研究团队的其他成员计划继续测量塑料材料的可降解性，希望能指导该行业的下一步发展方向。 J; k; V A/ ]
沃德说：“与材料制造商合作有很多好处，包括使用分析设施，了解和使用他们的材料，这些都是在自己的筒仓里工作所无法获得的。”。“我们正在努力优化他们的产品，以应对环境退化，最终造福地球。”) j, _1 U, ]5 B/ T; W- h8 j7 [' a
作者：
) f) K, G2 }4 j1 tBryan D.James，*，1 Yanchen Sun，1 Mounir Izallalen，2 Sharmistha Mazumder，2 Steve T.Perri，2 Brian Edwards，2 Jos de Wit，2 Christopher M.Reddy，1 Collin P.Ward*，1. P/ w \! L% [9 n
隶属关系：
. J3 X. u7 O0 g1 l4 M) g1美国马萨诸塞州伍兹霍尔伍兹霍尔海洋研究所海洋化学和地球化学系02543
9 T$ l+ d6 H! r2 Eastman，Kingsport，TN，USA 37662! ~1 p( [, M' q) ^. Y A4 R
关于伍兹霍尔海洋研究所
! [* J1 b% K5 l1 v" O" R伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）是马萨诸塞州科德角的一个私人非营利组织，致力于海洋研究、工程和高等教育。它成立于1930年，主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用，并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的理解。WHOI的开创性发现源于科学和工程的理想结合，使其成为世界上基础和应用海洋研究与勘探领域最值得信赖和技术先进的领导者之一。WHOI以其多学科方法、卓越的船舶操作和无与伦比的深海机器人能力而闻名。我们在海洋观测方面发挥着主导作用，并运营着世界上最广泛的数据收集平台套件。顶尖科学家、工程师和学生在全球范围内合作开展了800多个并行项目，包括波浪之上和之下的项目，突破了知识和可能性的界限。欲了解更多信息，请访问www.52ocean.cn |
