吸管是海岸线上最常见的塑料废物之一。随着越来越多的塑料产品被生产、消费和处置，科学家和制造商正在开发同样有效且不会造成环境中持久塑料污染的替代材料。

但并非所有塑料的制造方式都相同，不同的制造商具有不同的基础聚合物配方(例如聚乳酸 (PLA) 和聚丙烯 (PP))以及化学添加剂。这意味着不同的塑料配方在环境中的表现不同，在海洋中的分解速度也不同。市场上出现了一些摆脱石油衍生产品的新材料，例如二醋酸纤维素 (CDA)，这是一种从木浆中提取的聚合物，广泛用于消费品中，伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 的科学家们一直在努力量化各种塑料制品的环境寿命，以回答尚未解决的问题：吸管在海洋中能持续多久?

在《ACS 可持续化学与工程》上发表的一篇新论文中，WHOI 科学家Collin Ward、Bryan James、Chris Reddy和Yanchen Sun将不同类型的塑料吸管和纸质吸管进行了比较，看看哪种吸管在沿海海洋中降解速度最快。他们与生物塑料制造公司伊士曼的科学家合作，后者为这项研究提供资金、共同作者并提供材料。

沃德说：“我们对塑料在海洋中的使用寿命缺乏深入了解，因此我们一直在设计方法来测量这些材料的降解速度。” “事实证明，在这种情况下，有些生物塑料吸管实际上降解得相当快，这是个好消息。”

他们的方法是将八种不同类型的吸管悬挂在来自马萨诸塞州玛莎葡萄园湾的不断流动的海水箱中。该方法还控制温度、光照和其他环境变量以模仿自然海洋环境。在 16 周内监测所有吸管的降解迹象，并对吸管上生长的微生物群落进行表征。

詹姆斯说：“我的兴趣是了解塑料的命运、持久性和性，以及我们如何利用这些信息来设计对人类和地球更有利的下一代材料。” “我们拥有独特的能力，可以将海洋环境带到环境系统实验室的水箱中带到陆地上。它为我们提供了一个非常受控的天然海水环境。”

他们测试了由 CDA、聚羟基脂肪酸酯 (PHA)、纸、PLA 和 PP 制成的吸管。在将吸管浸入水箱中的几周内，CDA、PHA 和纸吸管降解了高达 50%，预计在沿海海洋中的环境寿命为 10-20 个月。PLA 和 PP 吸管没有显示出明显的降解迹象。

然后，科学家们比较了两种由 CDA 制成的吸管——一根是固体，另一根是泡沫，两者均由伊士曼提供。由发泡 CDA 制成的吸管是一个原型，旨在观察增加表面积是否会加速分解。他们发现，泡沫吸管的降解速度比固体吸管快 184%，因此预计环境寿命比纸吸管短。

詹姆斯说：“这种泡沫吸管的独特之处在于，它的预期寿命比纸吸管短，但保留了塑料或生物塑料吸管的特性，”这使其成为传统塑料吸管的有前途的替代品作者表示，与纸质吸管相比，纸质吸管在海洋中会迅速降解，但会因受潮而影响用户体验。

“这项研究对于吸管制造商来说非常有价值，因为它可以在选择吸管材料时提供知情且透明的数据。更重要的是，它让人放心，基于 CDA 的吸管不会增加持久的塑料污染，同时也表明吸管制造商致力于提供可持续产品，降低海洋生物的风险，”伊士曼公司副总裁 Jeff Carbeck 说道。创新。

科学支持摆脱传统塑料材料。塑料污染对人类和生态系统造成危害，塑料行业是气候变化的重要推动者，其生命周期中温室气体排放量约占所有温室气体排放量的 4% 至 5%。过去 50 年来，随着塑料废物在全球海洋和海洋食物链中变得无处不在，重要的是要识别出可持续来源的新材料，有助于从线性经济向循环经济的转变，并且如果它们意外泄漏到海洋中，就会分解。环境。

“虽然有人推动摆脱塑料，但现实是塑料将继续存在。我们正在努力接受这些材料将被消费者使用的事实，然后我们可以与公司合作，尽量减少它们泄漏到环境中时的影响，”沃德说。

“我们认识到测试、验证和了解基于 CDA 的产品在海洋中降解的重要性，但缺乏必要的资源，”Carbeck 说。“我们知道 WHOI 拥有专业知识和设施，因此我们共同努力应对这一挑战。这种伙伴关系展示了产学界合作在推进共同目标和产生积极影响方面的力量。”

研究小组还发现，降解的秸秆微生物群落对于每种秸秆材料都是独特的。然而，尽管化学结构截然不同，但两种非降解吸管上的微生物群落是相同的。这提供了进一步的证据，表明本地微生物正在降解可生物降解的吸管，而不可生物降解的吸管可能持续存在于海洋中。

沃德说：“我们对塑料污染对海洋健康的影响的理解确实不确定，这在很大程度上可以归结为不知道这些材料的长期命运。” 他和研究团队的其他成员计划继续测量塑料材料的可降解性，希望能够指导该行业下一步的发展方向。

“与材料制造商合作有很多优势，包括使用分析设施，以及了解和使用他们的材料，这是你在自己的筒仓工作时无法获得的，”沃德说。“我们正在努力优化他们的产品，以减少环境退化，并最终造福地球。”