海水中的新塑料生物降解物
塑料，现在在现代世界中无处不在，已成为对人类和环境健康的日益严重的威胁。在全球范围内，塑料污染的证据从深海的食品袋到我们食品供应中甚至血液中的微塑料。
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家们正在寻求解决塑料垃圾增加的解决方案，他们开发了新的可生物降解材料，旨在取代传统使用的塑料。在证明他们的聚氨酯泡沫在陆地堆肥中可生物降解后，包括加州大学圣地亚哥分校生物学家斯蒂芬梅菲尔德和化学家迈克尔伯卡特和罗伯特“斯基普”波默罗伊在内的跨学科科学家团队现在表明，这种材料可以在海水中生物降解。结果发表在《全面环境科学》杂志上。
研究人员正在努力解决现在被称为全球环境危机的塑料污染问题。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 年将急剧上升。进入海洋后，塑料废物会破坏海洋生态系统，迁移到中心位置并形成垃圾环流，例如大太平洋垃圾带，面积超过160万平方公里。这些塑料永远不会降解，而是分解成越来越小的颗粒，最终成为在环境中持续存在几个世纪的微塑料。
加州大学圣地亚哥分校的研究人员与研究合著者、斯克里普斯海洋研究所的海洋生物学家和科学潜水员萨曼莎·克莱门茨(Samantha Clements)合作，对他们的可生物降解聚氨酯材料进行了一系列测试，这些材料目前用作第一款市售可生物降解鞋的泡沫(由 名为 Blueview 的衍生公司)——位于斯克里普斯的艾伦·布朗宁斯克里普斯纪念码头和实验水族馆。码头的位置为科学家们提供了在近岸自然生态系统中测试材料的独特机会，而这正是流氓塑料最有可能最终出现的环境。
研究小组发现，各种各样的海洋生物在聚氨酯泡沫上定居，并将材料生物降解回它们的起始化学物质，这些化学物质在海洋环境中作为营养物质被这些微生物消耗。研究数据表明，微生物是细菌和真菌的混合物，生活在整个自然海洋环境中。
生物科学学院教授、加州藻类生物技术中心主任梅菲尔德说：“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，制造出也可以在海洋中降解的高性能塑料产品是绝对有可能的。塑料本来不应该进入海洋，但如果进入海洋，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生物的微塑料。”
鞋子，包括人字拖，世界上最受欢迎的鞋子，占塑料垃圾的很大一部分，这些塑料垃圾最终进入了世界海洋和垃圾填埋场。为了全面测试和分析他们在过去八年在加州大学圣地亚哥分校开发的聚氨酯材料，该研究与生物学、聚合物和合成化学以及海洋科学领域的专家一起进行。将泡沫样品暴露于潮汐和波浪动力学中，并使用傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜跟踪分子和物理变化。结果表明，这种材料在短短四个星期内就开始降解。然后，研究人员从圣地亚哥周围的六个海洋地点发现了能够分解和消耗聚氨酯材料的微生物。
“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适用于陆地的综合解决方案——现在我们也知道海洋中的生物降解，”梅菲尔德说。“我很惊讶地看到有多少生物在海洋中的这些泡沫上定居。它变成了类似微生物礁的东西。”
该论文的完整合著者名单是：Natasha Gunawan、Marissa Tessman、Danielzhen、Lindsey Johnson、Payton Evans、Samantha Clements、Robert Pomeroy、Michael Burkart、Ryan Simkovsky 和 Stephen Mayfield。美国能源部对 Algenesis Inc. 的赠款 (DE-SC0019986) 支持了这项研究。
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