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研究发现:生物基聚氨酯泡沫可在海水环境中分解

发布时间:2022/9/27 9:28:07 来源:环球聚氨酯网

目前,塑料污染无处不在。数十亿吨废弃塑料被填塞在垃圾填埋场或漂浮在海中,这些塑料垃圾逐渐分解成越来越小的碎片,但从未真正消失。 这是我们这个时代最严重的环境问题之一,除非我们改变塑料的使用习惯或开发可生物降解的新材料,否则这个问题不会消失。

这正是加州大学圣地亚哥分校的科学家在过去十年的大部分时间里一直在做的事情。包括生物学家Stephen Mayfield和化学家Michael Burkart和Robert “Skip” Pomeroy在内的跨学科团队已经开发出由藻类和其他生物来源制成的聚氨酯泡沫,因此这种泡沐可以被环境中的天然分解剂(细菌和真菌)生物降解。专家们已将这些泡沫用于制造鞋子,包括人字拖,这是世界上最受欢迎的鞋类,并且已经测试了它们在陆地环境中的分解。一旦埋在土壤中,这种鞋子可在短短16周内就开始降解。

现在,在新的研究中,该团队测试了这些由生物基单体制成的聚氨酯泡沫在浸入海水时是否会分解。研究人员与该研究的共同作者Samantha Clements合作,Samantha Clements是斯克里普斯海洋研究所的海洋生物学家和科研潜水员。他们将泡沫和鞋子样品固定在Ellen Browning Scripps纪念码头上,并使用傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜监测它们在物理和化学方面的变化。

码头的地理位置为在自然近岸生态系统中测试材料提供了独特的机会,而这正是废弃塑料经常会最终落脚的环境。2010年,研究人员估计,一年内有80亿公斤塑料进入海洋,预计到2025年将大幅增加。塑料废物进入海洋后,会破坏海洋生态系统,作为垃圾被冲上岸,或迁移到中心位置,形成垃圾旋涡,如覆盖面积超过160万平方公里的太平洋垃圾场。

目前发表在《环境科学》杂志上的研究结果表明,附着在码头上的那些实验聚氨酯材料很快就被各种海洋生物附着,并在短短四个星期内开始降解。分解者,主要是细菌和真菌,将材料分解成其原始单体(化学分子),然后将其用作营养来源。当研究人员确定能够消耗聚氨酯样品的微生物时,他们发现这些微生物是在整个自然海洋环境中常见的物种。

生物科学学院教授和加州海藻生物技术中心主任Stephen Mayfield说:“没有单一学科可以解决这些普遍的环境问题,但我们已经开发出一种综合解决方案,它适用于陆地,现在我们知道海洋中也可以生物降解。我很惊讶地看到海洋中有多少生物在这些泡沫上定居。它变成了类似微生物礁的东西。”

研究人员将继续寻求开发由生物来源制成的可再生和可持续的单体,以便在将来生产用于不同应用的聚合物。他们的研究还将继续调查生物分解的过程以及由此产生的化学物质。专家表示,人们开始了解塑料污染问题的严重性,并开始寻找对大自然损害较少的替代品。

Stephen Mayfield表示:“海洋中塑料处理不当会分解成微塑料,并已成为一个巨大的环境问题。我们已经证明,制造出可以在海洋中降解的高性能塑料产品是绝对有可能的。 塑料本不应该进入海洋,但是如果进入了海洋,这种材料就会成为微生物的食物,而不是塑料垃圾和危害水生物的微塑料。”




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