海洋生态系统中的塑料吸管不仅破坏了海滩的美丽，还威胁着海龟和海鸟。因此，人们越来越倾向于使用可生物降解或可堆肥的替代品。研究表明，由纸和生物塑料（如 CDA 和 PHA）制成的可生物降解吸管在海水中可在 8 到 20 个月内降解，这为减少塑料吸管造成的海洋污染提供了一个前景广阔的解决方案。
在海水中浸泡 16 周后，泡沫制成的生物塑料吸管（如图所示）的分解速度至少是固体吸管的两倍。来源：改编自《ACS 可持续化学与工程 2024》，DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c07391
但这些替代品在海洋环境中的效果如何？根据发表在《美国化学学会可持续化学与工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）上的研究，某些市售的生物塑料吸管和纸质吸管在沿海海洋系统中会在 8 到 20 个月内分解，而选择泡沫吸管会大大加快这一过程。
在海水中浸泡 16 周后，泡沫制成的生物塑料吸管的分解速度至少是固体吸管（如图所示）的两倍。来源：改编自《ACS 可持续化学与工程 2024》，DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c07391
为治理塑料污染，美国一些地区限制在吸管中使用聚丙烯（PP）等传统聚合物。这些政策导致由纸或生物塑料制成的一次性用品市场不断增长。然而，替代材料需要保持功能性，这样它们才不会在喝第一口水后翻倒，但如果在土壤、淡水或盐水中浸泡以后就会散架。
虽然下一代生物塑料，如二醋酸纤维素（CDA）和聚羟基烷酸酯（PHA），可能能够满足这两个要求，但与其他材料相比，这些材料制成的产品在海洋中能持续多长时间才能完全降解，人们对此知之甚少。因此，布莱恩-詹姆斯、科林-沃德及其同事利用真实海水进行了实验，研究不同吸管的环境寿命，并寻找一种加速下一代生物塑料分解的方法。
在最初的测试中，研究人员从市场上出售的吸管上剪下一英寸长的碎片，这些吸管由涂布或未涂布纸、聚丙烯聚合物或 CDA、PHA 或聚乳酸(PLA) 生物塑料制成。然后，将这些吸管悬挂在大型水箱中的导线上，常温海水在其中流动。研究小组发现，16 周后，纸吸管、CDA 吸管和 PHA 吸管的重量减少了 25-50%。
研究人员预计，这些可降解吸管在沿海海洋中完全分解的时间分别为：纸 10 个月、PHA 15 个月、CDA 20 个月。此外，分解样本上的生物膜含有已知能代谢多种聚合物的微生物。相反，聚丙烯（PP）和聚乳酸（PLA）吸管没有可测量的重量变化，这表明它们可以在海水中存活多年。
接下来，在相同的实验条件下，研究人员研究了将 CDA 材料的结构从固体变为泡沫对生物塑料环境寿命的影响。他们观察到，CDA 泡沫的分解速度至少是固体版本的两倍，据他们估计，用泡沫原型制成的吸管在海水中8个月就会分解，这是所有测试材料中寿命最短的。
在证明某些生物塑料吸管不太可能长期保持完好无损之后，研究人员建议，简单的改变，如改用泡沫材料，可以进一步缩短吸管的使用寿命。
编译自/scitechdaily