新型生物塑料吸管在海洋中的降解速度比纸还快

新型生物塑料吸管在海洋中的降解速度比纸还快世界卫生组织国际研究所（WHOI）的一项研究表明，一些可生物降解吸管在海洋环境中可在16周内降解50%，是传统塑料的可持续替代品，有助于减少海洋污染。吸管是海岸线上最常见的塑料垃圾之一。随着塑料产品的生产、消费和处理不断增加，科学家和制造商们正在开发替代材料，这些材料既能发挥同样的功效，又不会加剧持续的环境塑料污染。但并非所有塑料都是一样的--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））和化学添加剂。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。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，以回答一个悬而未决的问题：吸管在海洋中的寿命有多长？吸管是最常见的海洋垃圾来源之一。研究人员说，我们对塑料在海洋中的持续时间缺乏确切的了解，但科学支持放弃使用这种材料。图片来源：BryanJames/©伍兹霍尔海洋研究所吸管降解的测试和结果在发表于《美国化学学会可持续化学与工程》（ACSSustainableChemistry&Engineering）的一篇新论文中，世界卫生组织（WHOI）的科学家科林-沃德（CollinWard）、布莱恩-詹姆斯（BryanJames）、克里斯-雷迪（ChrisReddy）和孙彦辰（YanchenSun）将不同类型的塑料和纸质饮管进行了对比，看看哪种塑料在近海降解最快。他们与生物塑料制造公司伊士曼（Eastman）的科学家合作，后者为这项研究提供了资金、共同作者和材料。沃德说："我们对塑料在海洋中的寿命缺乏确切的了解，因此我们一直在设计测量这些材料降解速度的方法。事实证明，在这种情况下，有一些生物塑料吸管实际上降解得相当快，这是个好消息。"世卫组织环境系统实验室对不同类型材料制成的吸管进行了为期16周的降解观察。吸管放置的水箱中不断有来自玛莎葡萄园湾的海水流入。图片来源：RachelMann/©伍兹霍尔海洋研究所生物可降解吸管的发展前景他们采用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持续流动的海水中。这种方法还控制了温度、光照和其他环境变量，以模拟自然海洋环境。在16周的时间里，对所有吸管的降解迹象进行了监测，并对吸管上生长的微生物群落进行了特征描述。詹姆斯说："我的兴趣一直是了解塑料的命运、持久性和毒性，以及我们如何利用这些信息设计出对人类和地球更有益的下一代材料。我们拥有独特的能力，可以在环境系统实验室的水箱中将海洋环境带到陆地上。它为我们提供了一个非常受控的天然海水环境。"他们测试了由CDA、聚羟基烷酸酯（PHA）、纸、聚乳酸和聚丙烯制成的吸管。在吸管浸没在水箱中的几周内，CDA、PHA和纸吸管降解了多达50%，预计在近海的环境寿命为10-20个月。聚乳酸和聚丙烯吸管则没有明显的降解迹象。吸管材料对环境的影响随后，科学家们比较了两种由CDA制成的吸管--一种是固体，另一种是泡沫，均由伊士曼公司提供。用泡沫CDA制成的吸管是一个原型，目的是观察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%，因此预计的环境寿命比纸质吸管短。詹姆斯说："这种泡沫吸管的独特之处在于，它的预期使用寿命比纸质吸管短，但却保留了塑料吸管或生物塑料吸管的特性，"作者说，与纸质吸管相比，泡沫吸管有望成为传统塑料吸管的替代品，因为纸质吸管在海洋中会迅速降解，但却会因潮湿而影响用户体验。工业与环境视角"这项研究为吸管制造商在选择吸管材料时提供了明智、透明的数据，因而具有极大的价值。"伊士曼企业创新副总裁杰夫-卡贝克（JeffCarbeck）说："更重要的是，它让我们确信，基于CDA的吸管不会加剧持续的塑料污染，同时也表明吸管制造商致力于提供可持续产品，降低对海洋生物的风险。"塑料带来的持久挑战科学支持摒弃传统塑料材料。塑料污染会对人类和生态系统造成危害，塑料工业也是气候变化的主要因素之一，其整个生命周期内的温室气体排放量约占总排放量的4%至5%。在过去的50年里，塑料垃圾在全球海洋和海洋食物链中变得无处不在，因此，我们必须找到可持续利用、有助于从线性经济向循环经济转变、并能在意外泄漏到环境中时分解的新材料。"虽然有些人力主摒弃塑料，但现实情况是塑料将继续存在。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，尽量减少这些材料泄漏到环境中造成的影响，"Ward说。合作促进可持续解决方案"我们认识到测试、验证和了解基于CDA的产品的海洋降解的重要性，但缺乏必要的资源，"Carbeck说。"我们知道世卫组织海洋研究所拥有专业知识和设施，因此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产学合作在推进共同目标和产生积极影响方面的力量。"研究小组还发现，降解吸管上的微生物群落对每种吸管材料来说都是独一无二的。然而，尽管化学结构大相径庭，两种非降解吸管上的微生物群落却相同。这进一步证明，本地微生物正在降解可生物降解的吸管，而不可生物降解的吸管可能会在海洋中持续存在。沃德说："我们对塑料污染对海洋健康的影响的认识还很不确定，这主要是因为我们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降解性，希望能为塑料行业的下一步发展提供指导。与材料制造商合作有很多优势，包括可以使用分析设施，了解和接触他们的材料，而这些是在自己的孤岛上工作所无法获得的。"我们试图优化他们的产品，使其在环境中降解，最终造福地球。"主要收获并非所有塑料制品都是一样的，有些塑料制品在海洋中的寿命比其他塑料制品长。世卫组织工业研究所的科学家们多年来一直致力于量化各种塑料制品的环境寿命，以确定哪些塑料制品在海洋中的寿命最短，哪些最长。为了确定哪些塑料制品会在海洋中持续存在，研究小组在重现自然海洋环境的大型水箱中对不同产品进行了测试。他们首先关注的是饮用水吸管，因为吸管是海滩清理中发现的最常见的塑料垃圾形式之一。作者发现，由二醋酸纤维素（CDA）、聚羟基烷酸酯（PHA）和纸制成的吸管在16周内降解了多达50%。它们都有独特的微生物群落，有助于分解材料。伊士曼公司用发泡CDA制作的原型吸管比固体吸管降解得更快，这意味着改变吸管的表面积可以加快降解过程。科学支持摒弃持久性塑料，因此，确保新材料在泄漏到环境中时能够分解，并且不会进一步污染海洋就变得更加重要。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435812.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435812.htm

纸吸管并不那么环保 90%含有有毒化学品PFAS

纸吸管并不那么环保90%含有有毒化学品PFAS人类主要通过食物和饮用水接触到PFAS。此外，许多食品包装材料和塑料袋也可能含有PFAS，这些物质会转移到我们食用的食物中。2021年，美国的一项研究发现植物性吸管中含有全氟辛烷磺酸，比利时安特卫普大学的研究人员对各种材料制成的吸管进行了分析，以了解欧洲是否也存在同样的情况。研究人员测试了39种不同品牌的吸管，材质包括纸、玻璃、竹子、不锈钢和塑料，并分析了其中29种不同的PFAS化合物。大多数受测品牌（69%）都含有全氟辛烷磺酸，共检测出18种不同的全氟辛烷磺酸。纸吸管最有可能含有全氟辛烷磺酸，在90%的受测品牌中都检测到了这种化学物质，尽管浓度差异很大。全氟辛酸（PFOA）是一种与高胆固醇、免疫反应降低、甲状腺疾病以及肾癌和睾丸癌增加有关的化合物，最常被检测到。全氟辛酸已于2020年被全球禁用。同时检测到的还有三氟乙酸（TFA）和三氟甲磺酸（TFMS），这些超短链PFAS具有很强的水溶性，因此可能会从吸管中渗入饮料中。以竹材质打造的吸管的情况只比纸吸管好一点，在80%的受测品牌中都发现了PFAS。在75%的塑料吸管和40%的玻璃吸管中都发现了这种化学物质。在所检测的钢制吸管中均未检出PFAS。该研究的通讯作者ThimoGroffen说："用纸和竹子等植物材料制成的吸管通常被宣传为比塑料吸管更可持续、更环保。然而，这些吸管中存在的全氟辛烷磺酸意味着事实并不一定如此。"研究人员说，PFAS的浓度很低，对人体健康构成的风险很小。然而，PFAS的问题在于它们具有生物累积性，这意味着它们会随着时间的推移而累积，因为它们会被吸收，但不会被排出体外。格罗芬说："少量的全氟辛烷磺酸虽然本身并无害处，但会增加体内已有的化学负荷。"研究人员说，虽然这项研究没有确定全氟辛烷磺酸是添加到吸管中的，还是污染的结果--例如，来自种植植物性材料的土壤--但几乎每个品牌的纸吸管中都存在这种化学物质，这意味着在某些情况下，全氟辛烷磺酸很可能被用作防水涂层。这项研究也没有检查PFAS是否从吸管中渗出，进入吸管中的液体。为了安全起见，研究人员建议人们开始使用不锈钢吸管，或者完全弃用吸管。格罗芬说："纸吸管和竹吸管中存在的PFAS表明，它们不一定是可生物降解的。我们在不锈钢吸管中没有检测到任何PFAS，因此我建议消费者使用这种类型的吸管--或者干脆避免使用吸管。"这项研究发表在《食品添加剂和污染物》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379463.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379463.htm

科学家发明一种强度更高、可回收的塑料

科学家发明一种强度更高、可回收的塑料新的可生物降解聚酯由于其出色的化学和生物降解能力以及令人印象深刻的机械性能，有可能被用作一种可持续的、环境友好的热塑性材料，可以很容易地被回收。常见的高密度聚乙烯（HDPE）是一种特别坚固和耐用的材料。它的热塑性能归功于其分子链的内部结构，这些分子链以结晶方式排列，由于范德华力而产生了额外的吸引力。这些分子链也是纯碳氢化合物。结晶性和碳氢化合物含量的结合意味着有能力降解塑料的微生物无法进入分子链将其分解。德国康斯坦茨大学的StefanMecking及其同事的研究小组现在已经开发出一种聚酯，它的结晶度与高密度聚乙烯相似，而且还保留了其有益的机械性能。与聚乙烯不同，聚酯还含有理论上可以被化学或酶降解的功能团。然而，在正常情况下，聚酯的结晶度越高（即与高密度聚乙烯越相似），它就越不容易被生物降解。该团队对他们发明的结晶聚酯在接触到酶时的降解速度感到惊讶。Mecking解释说："我们用自然环境中存在的酶测试了降解，它比我们的参考材料快一个数量级。不仅仅是酶溶液降解了该材料：土壤微生物也能够完全堆肥该聚酯。"但究竟是什么让这种聚酯纤维具有如此特殊的生物降解性呢？研究小组能够确定乙二醇的重大贡献，乙二醇是聚酯的组成成分之一。Mecking补充说。"这种构件实际上在聚酯中非常常见。它提供了高熔点，但它也增加了这些类似聚乙烯材料的降解性"。由于其良好的化学和生物降解性，再加上其机械性能，这种新的聚酯可以作为一种可回收的热塑性材料找到应用，对环境的影响最小。Mecking补充说，最终目标是进行闭环化学回收，将塑料分解成原材料并生产新塑料。该团队设计的这种塑料的额外好处是，如果有任何材料在这个闭环中进入环境，它们可以进行生物降解，不会留下持久的影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345227.htm

加州大学研发植物基聚合物 可在七个月内降解消失

加州大学研发植物基聚合物可在七个月内降解消失寻找传统石油基塑料和微塑料的可行替代品从未像现在这样重要。加州大学圣迭戈分校的科学家和材料科学公司Algenesis的最新研究表明，他们的植物基聚合物能在七个月内完成生物降解，即使是微塑料级别的生物降解。这篇论文发表在《自然-科学报告》上，其作者都是加州大学圣地亚哥分校的教授、校友或前研究科学家。"我们刚刚开始了解微塑料的影响。我们对环境和健康影响的了解还只是皮毛，"论文作者之一、Algenesis公司联合创始人、化学与生物化学教授MichaelBurkart说。"我们正试图为已经存在的材料寻找替代品，并确保这些替代品在使用寿命结束后能够生物降解，而不是在环境中聚集。这并不容易。"论文的另一位作者罗伯特-波默罗伊（RobertPomeroy）说："大约六年前，当我们首次创造出这种藻基聚合物时，我们的初衷一直是希望它能够完全生物降解，我们有大量数据表明，我们的材料正在堆肥中消失，但这是我们第一次在微粒水平上对其进行测量。"波默罗伊也是化学与生物化学教授和Algenesis公司的共同创始人之一。为了测试其生物降解性，研究小组将其产品研磨成细微颗粒，并使用三种不同的测量工具来确认，当将其放入堆肥中时，这种材料正在被微生物消化。第一个工具是呼吸计。当微生物分解堆肥材料时，它们会释放二氧化碳（CO2），呼吸计会对其进行测量。这些结果与纤维素的分解进行了比较，纤维素被认为是100%生物降解性的行业标准。植物基聚合物的生物降解率几乎达到了纤维素的100%。定义：可生物降解：能够在生物体的作用下迅速分解。如果某样东西被标注为可生物降解，并不意味着它能在合理的时间内或在所有环境中降解。微塑料：长度在500微米至5毫米之间的塑料碎片。关于微塑料及其对环境和人类健康的影响，还有很多未知数。聚合物：大分子：由较小的重复分子（称为单体）组成。所有塑料都是聚合物，但并非所有聚合物都是塑料。石油基（EVA）和植物基（TPU-FC1）微塑料的粒子计数显示，随着时间的推移，EVA几乎没有生物降解，而TPU在第200天时已基本消失。接下来，研究小组使用了水漂浮法。由于塑料不溶于水且会漂浮，因此很容易从水面上舀起。每隔90天和200天，几乎100%的石油基微塑料都被回收，这意味着它们都没有发生生物降解。另一方面，90天后，只有32%的藻类微塑料被回收，这表明超过三分之二的藻类微塑料已经生物降解。200天后，只有3%的微塑料被回收，表明97%的微塑料已经消失。最后一项测量是通过气相色谱/质谱仪（GCMS）进行化学分析，检测到了用于制造塑料的单体的存在，表明聚合物正在被分解为其起始植物材料。扫描电子显微镜进一步显示了微生物如何在堆肥过程中定植于可生物降解的微塑料中。论文共同作者、生物科学学院教授兼Algenesis公司联合创始人斯蒂芬-梅菲尔德（StephenMayfield）说："这种材料是第一种在使用过程中不会产生微塑料的塑料。这不仅仅是针对产品生命周期末端和拥挤的垃圾填埋场的可持续解决方案，也是一种不会让我们生病的塑料。"在通往可行性的漫长道路上，创造石油基塑料的环保型替代品只是其中的一部分。目前的挑战是如何将这种新材料用于原本为传统塑料制造的现有生产设备上，而Algenesis公司在这方面正在取得进展。他们已与多家公司合作，生产使用加州大学圣地亚哥分校开发的植物基聚合物的产品，包括用于涂层织物的特瑞堡公司和用于生产手机壳的犀牛盾公司。Burkart表示："当我们开始这项工作时，有人告诉我们这是不可能的。现在我们看到了不同的现实。还有很多工作要做，但我们希望给人们带来希望，这是可能做到的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424976.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424976.htm

化学"断裂点"让新型塑料在几天到两个月内完成生物降解

化学"断裂点"让新型塑料在几天到两个月内完成生物降解因此，大量的研究集中在设计新型的塑料，使其在完成工作后能更快地进行生物降解，这并不奇怪。而现在，康斯坦茨大学的一个团队已经创造了一个有希望的新候选材料。现在，康斯坦茨大学的化学家们已经开发出一种新的塑料，它具有普通塑料的所有耐久性，但在几个月甚至几天内就能生物降解。这种新材料被称为聚酯-2,18，以其组成的两个模块命名--一个含有两个碳原子的短二元醇单元和一个含有18个碳原子的二元羧酸。虽然它保持了密集的结晶结构，使普通塑料（如HDPE）具有耐用性，但该团队插入了化学"断点"，使该材料能够解开其基本模块，从而可以被回收和重新使用，更重要的是，该团队说这种材料的基础部分可以从可再生资源中获得。在实验室测试中，这种聚酯在几天内就完全分解了。在一个标准的工业堆肥厂进行的进一步测试，使用其他微生物，花了大约两个月，这是令人印象深刻的速度。这些实验表明，不仅这种材料可以被有意地分解，而且如果它中的一些进入了土壤或海洋，它所造成的问题也会少很多。该研究的通讯作者StefanMecking说："我们也对这种快速降解感到惊讶。当然，我们不能将堆肥厂的结果一对一地转移到任何可以想象的环境条件。但它们确实证实了这种材料确实是可生物降解的，并表明如果它无意中被释放到环境中，它的持久性要比高密度聚乙烯等塑料小得多"。该团队计划继续研究这种新聚酯的可回收性和生物降解性，以及如何将其用于3D打印和包装材料。该研究发表在《AngewandteChemie》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335853.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335853.htm

相比塑料吸管 纸质吸管也有机会危害健康和破坏环境

相比塑料吸管纸质吸管也有机会危害健康和破坏环境在20个品牌的纸吸管中，有18个品牌的纸吸管中发现了持久性的"永久化学物质"，这些化学物质可能会导致损害健康的问题。一项新的研究得出结论，"环保"的纸吸管含有长效且可能有毒的化学物质。比利时研究人员对39种品牌的吸管进行了测试，以检测是否含有被称为聚全氟乙丙烯（PFAS）的合成化学物质。这项发表在同行评审期刊《食品添加剂和污染物》上的研究发现，在大多数受测吸管中都发现了PFAS，其中以纸和竹制成的吸管最为常见。PFAS：用途和风险从户外服装到不粘锅，PFAS被用于制造防水、耐热和防污的日常用品。然而，它们对人类、野生动物和环境有潜在危害。随着时间的推移，它们的分解速度非常缓慢，可以在环境中存留数千年，因此被称为"永恒的化学品"。它们与许多健康问题有关，包括对疫苗反应较低、出生体重较轻、甲状腺疾病、胆固醇水平升高、肝损伤、肾癌和睾丸癌。吸管材料和可持续性参与这项研究的安特卫普大学环境科学家ThimoGroffen博士说："用纸和竹子等植物材料制成的吸管通常被宣传为比用塑料制成的吸管更具可持续性和环保性。然而，这些吸管中存在的全氟辛烷磺酸意味着事实并不一定如此。"越来越多的国家，包括英国和比利时，已经禁止销售一次性塑料产品，包括饮用吸管，植物性吸管已经成为流行的替代品。研究方法和结果最近的一项研究发现，美国的植物饮料吸管中含有全氟辛烷磺酸（PFAS），格罗夫恩博士及其同事希望了解在比利时销售的吸管中是否也存在同样的情况。为了进一步探究这个问题，研究小组购买了39种不同品牌的吸管，分别由纸、竹子、玻璃、不锈钢和塑料这五种材料制成。这些吸管主要来自商店、超市和快餐店，随后进行了两轮全氟辛烷磺酸检测。大多数品牌（27/39，69%）的吸管都含有全氟辛烷磺酸，共检测出18种不同的全氟辛烷磺酸。纸吸管最有可能含有PFAS，在18/20个（90%）被检测的品牌中都检测到了这种化学物质。此外，4/5（80%）个品牌的竹吸管、3/4（75%）个品牌的塑料吸管和2/5（40%）个品牌的玻璃吸管也检测出了全氟辛烷磺酸。在所检测的五种钢制稻草中均未检测到全氟辛烷磺酸。最常发现的PFAS全氟辛酸（PFOA）已于2020年在全球禁用。同时检测到的还有三氟乙酸（TFA）和三氟甲磺酸（TFMS），这些"超短链"PFAS具有很强的水溶性，因此可能会从吸管中渗入饮料中。全氟辛烷磺酸的浓度很低，考虑到大多数人只是偶尔使用吸管，因此对人体健康造成的风险有限。不过，PFAS可在人体内存留多年，浓度会随着时间的推移而增加。Groffen博士说："少量的全氟辛烷磺酸虽然本身并无害处，但会增加体内已有的化学负荷。"结论和建议目前还不清楚这些PFAS是生产商为了防水而添加到吸管中的，还是污染造成的。潜在的污染源包括植物基材料生长的土壤和生产过程中使用的水。不过，研究人员说，几乎每个品牌的纸吸管中都含有这种化学物质，这意味着在某些情况下，它很可能被用作防水涂层。这项研究的其他局限性还包括没有研究PFAS是否会从吸管中渗入液体中。格罗芬博士总结道："纸吸管和竹吸管中存在全氟辛烷磺酸，这表明它们不一定是可生物降解的。我们在不锈钢吸管中没有检测到任何PFAS，因此我建议消费者使用这种类型的吸管，或者干脆避免使用吸管。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380613.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380613.htm