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(gè)時(shí)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(gè)問題不會(huì)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(shí)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(duì)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(duì)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(shí)是否會(huì)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(huì)，而這正是廢棄塑料經(jīng)常會(huì)最終落腳的環(huán)境。2010年，研究人員估計(jì)，一年內(nèi)有80億公斤塑料進(jìn)入海洋，預(yù)計(jì)到2025年將大幅增加。塑料廢物進(jìn)入海洋后，會(huì)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(shí)驗(yàn)聚氨酯材料很快就被各種海洋生物附著，并在短短四個(gè)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(shí)，他們發(fā)現(xiàn)這些微生物是在整個(gè)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(huì)分解成微塑料，并已成為一個(gè)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(huì)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。”
