目前，塑料污染無處不在。數(shù)十億噸廢棄塑料被填塞在垃圾填埋場或漂浮在海中，這些塑料垃圾逐漸分解成越來越小的碎片，但從未真正消失。 這是我們這個時代最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，除非我們改變塑料的使用習(xí)慣或開發(fā)可生物降解的新材料，否則這個問題不會消失。
這正是加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家在過去十年的大部分時間里一直在做的事情。包括生物學(xué)家Stephen Mayfield和化學(xué)家Michael Burkart和Robert “Skip” Pomeroy在內(nèi)的跨學(xué)科團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出由藻類和其他生物來源制成的聚氨酯泡沫，因此這種泡沐可以被環(huán)境中的天然分解劑（細(xì)菌和真菌）生物降解。專家們已將這些泡沫用于制造鞋子，包括人字拖，這是世界上最受歡迎的鞋類，并且已經(jīng)測試了它們在陸地環(huán)境中的分解。一旦埋在土壤中，這種鞋子可在短短16周內(nèi)就開始降解。
現(xiàn)在，在新的研究中，該團(tuán)隊測試了這些由生物基單體制成的聚氨酯泡沫在浸入海水時是否會分解。研究人員與該研究的共同作者Samantha Clements合作，Samantha Clements是斯克里普斯海洋研究所的海洋生物學(xué)家和科研潛水員。他們將泡沫和鞋子樣品固定在Ellen Browning Scripps紀(jì)念碼頭上，并使用傅里葉變換紅外光譜和掃描電子顯微鏡監(jiān)測它們在物理和化學(xué)方面的變化。
碼頭的地理位置為在自然近岸生態(tài)系統(tǒng)中測試材料提供了獨(dú)特的機(jī)會，而這正是廢棄塑料經(jīng)常會最終落腳的環(huán)境。2010年，研究人員估計，一年內(nèi)有80億公斤塑料進(jìn)入海洋，預(yù)計到2025年將大幅增加。塑料廢物進(jìn)入海洋后，會破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，作為垃圾被沖上岸，或遷移到中心位置，形成垃圾旋渦，如覆蓋面積超過160萬平方公里的太平洋垃圾場。
目前發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)》雜志上的研究結(jié)果表明，附著在碼頭上的那些實驗聚氨酯材料很快就被各種海洋生物附著，并在短短四個星期內(nèi)開始降解。分解者，主要是細(xì)菌和真菌，將材料分解成其原始單體（化學(xué)分子），然后將其用作營養(yǎng)來源。當(dāng)研究人員確定能夠消耗聚氨酯樣品的微生物時，他們發(fā)現(xiàn)這些微生物是在整個自然海洋環(huán)境中常見的物種。
生物科學(xué)學(xué)院教授和加州海藻生物技術(shù)中心主任Stephen Mayfield說：“沒有單一學(xué)科可以解決這些普遍的環(huán)境問題，但我們已經(jīng)開發(fā)出一種綜合解決方案，它適用于陸地，現(xiàn)在我們知道海洋中也可以生物降解。我很驚訝地看到海洋中有多少生物在這些泡沫上定居。它變成了類似微生物礁的東西?！?
研究人員將繼續(xù)尋求開發(fā)由生物來源制成的可再生和可持續(xù)的單體，以便在將來生產(chǎn)用于不同應(yīng)用的聚合物。他們的研究還將繼續(xù)調(diào)查生物分解的過程以及由此產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)。專家表示，人們開始了解塑料污染問題的嚴(yán)重性，并開始尋找對大自然損害較少的替代品。
Stephen Mayfield表示：“海洋中塑料處理不當(dāng)會分解成微塑料，并已成為一個巨大的環(huán)境問題。我們已經(jīng)證明，制造出可以在海洋中降解的高性能塑料產(chǎn)品是絕對有可能的。 塑料本不應(yīng)該進(jìn)入海洋，但是如果進(jìn)入了海洋，這種材料就會成為微生物的食物，而不是塑料垃圾和危害水生物的微塑料。”
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