在过去几十年里,塑料在人类生活的各个方面日益普及,导致全球环境污染激增。1950年至2017年间生产的塑料中,有一半以上变成了塑料垃圾,这危害着全球的生态系统、生计和粮食安全。仅在美国,2018年就产生了约3570万吨塑料。探索传统石油基塑料的潜在替代品,例如生物塑料,对于缓解污染和减少废物流至关重要。
生物塑料通常由可再生资源(如玉米和甘蔗)中提取的淀粉、油和糖制成,例如聚乳酸(PLA)。其他则由微生物产生的聚合物制成,如聚羟基脂肪酸酯(PHA)。PLA是使用最广泛的生物塑料之一,它具有与传统塑料相似的功能,并且被认为是可回收、可生物降解和可堆肥的。“可生物降解”意味着它可以被微生物自然降解,而“可堆肥”则意味着它可以在工业堆肥操作中降解。然而,新的研究表明,PLA可能不像最初认为的那样环保。
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由于PLA广泛应用于一次性用品,并经常被吹捧为传统塑料的替代品,因此一项新的PLOS One研究的作者深入研究了PLA制成的纺织品在海水中的生物降解性。研究人员发现,PLA在428天处于自然海洋条件下后,没有任何环境降解的迹象。参与该研究的加州大学圣地亚哥分校海洋研究所访问学者Sarah-Jeanne Royer表示,如果消费者购买PLA是认为它是可以在正常条件下生物降解的环保型塑料替代品,那么他们就被误导了。
她补充说,PLA仅能在“自然界中无法找到”的特定高温条件下才能堆肥。因此,该材料需要妥善处理和堆肥才能实现生物降解。PLA可能是工业可堆肥的,但由于它在环境中不易降解,因此具有成为海洋污染物的潜力。研究人员得出结论,将工业可堆肥材料称为“可生物降解塑料”的普遍做法可能会误导消费者,并增加环境中塑料垃圾的数量。
由于生物塑料是由生物材料制成的,因此人们倾向于认为它们是可生物降解的。然而,如果它们的设计是为了模仿传统塑料的结构,那么它们在环境中的存在时间也会同样长。事实上,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)不鼓励使用“生物塑料”一词,而是提倡使用“生物基聚合物”,以避免误导人们认为任何源自生物质的聚合物都固有地对环境友好。
Royer表示,关于什么可生物降解或不可生物降解的可能具有误导性的术语会对环境产生影响。一些消费者可能认为“可生物降解”和“可堆肥”是可互换的,但这些材料常常会像传统塑料制品一样进入废物流。为了避免误解,推广PLA的公司可以告知消费者如何使用和处理他们的产品,并告知他们材料在何种条件下会生物降解。Royer说:“这些信息不应被隐藏或难以查找。”“正确的标签很重要,因为购买PLA却以错误的方式丢弃它会适得其反。”
Royer说,一般来说,应在不同条件和场景下对材料进行测试以评估其生物降解性。更重要的是,它必须在“真实场景下进行测试,例如可能最终会到达的自然环境。”例如,PLA可以在堆肥设施中生物降解,而纤维素基纺织纤维可以在正常的海洋条件下生物降解。
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尽管生物塑料的概念可能很有前景,但它们并非最终解决方案。解决塑料污染并非意味着使用更多可生物降解和可堆肥的塑料,而是总体上减少废物产生。Royer说,PLA大部分时间用于一次性用品,这是消费者应该不惜一切代价避免使用的。
她补充说:“制造一个产品需要大量的能源和资源,而只使用几分钟然后丢弃它没有任何意义。”“如果消费者确实需要购买可生物降解的生物塑料,那么他们应该确保能够获得堆肥设施,但这并不总是容易的。”