ReaderMX.
环球科学

你以为的可降解塑料，可能100年都降解不了

环万物杂志约 5 分钟

Image

（图片来源：Unsplash）

文章来源 | 把科学带回家（id：steamforkids）

撰文 | Ziv

审校 | Cloud

我们使用一次性塑料产品可能只有几分钟，然而一个普通塑料袋在自然环境中需要20年才能被分解，有塑料薄膜内衬的一次性咖啡杯需要30年，塑料吸管要200年，塑料瓶要450年，有些婴儿纸尿裤要500年……
塑料污染物每年会导致10万只海洋哺乳动物死亡，在全部的大约130种海洋哺乳动物中，有81种曾经误食过塑料，或者被塑料缠住过。
Image
（图片来源：GIPHY）
塑料用品对环境的危害已经恶名昭彰，于是越来越多的“可降解塑料”“可堆肥塑料”走进了人们的视野。
这些塑料的确都是比传统塑料更环境友好的选择，让我们先来看一下这些塑料到底是什么东西。

可降解和可堆肥塑料

可降解塑料的降解方式主要有生物降解、光降解和化学降解三种。虽然听上去很环保，但是它们当中很大一部分依然是以石油等产品为主要原材料来制造的，分解后的产物仍然可能对环境有害。
可堆肥塑料的特点是经过降解后基本不会产生什么有害副产品，因此可以用作肥料。
可堆肥塑料的原料是玉米、甘蔗等等，它们经过化学加工后，可以获得类似石油基塑料（也就是用石油等为原料制成的塑料）的特性。比如纸板一样的可堆肥塑料碗是由竹纤维或其他植物纤维制成的。
Image

杯子底部标注的“PLA”聚乳酸是一种常见的可堆肥塑料，但它实际上很难被降解（图片来源：wiki）

理论上来说，这些可堆肥塑料可以随着时间的推移而逐渐降解为二氧化碳、水和其他生物质，但如果只是把它们扔在环境中，降解需要的时间可能比我们想象的要长得多。

降解塑料难降解

一项研究发现，在把某种可堆肥塑料埋到土壤里27个月后，它依然保持着原来的样子，只不过承重能力降低了。
Image

（图片来源：GIPHY）

还有学者把由聚乳酸（PLA）制成的袋子放置在海水中，检测它的降解能力，发现它在428天后依然没有开始降解。
这项试验还检测了某种所谓的可降解塑料，它是一种混合了植物纤维素的石油基塑料（试验中用到的是PP和PET塑料，它们属于传统塑料），发现即使加入了纤维素，也并没有改善多少传统塑料的降解能力。
相比之下，天然和再生纤维素制成的袋子在35天左右就可以完全生物降解。
Image

试验中用到的不同原料制成的材料，纤维素材料可以很快被分解，生物基塑料、石油基塑料在很久后都没有被分解（图片来源：参考资料[3]）

所以即使被称为“可堆肥”或者“可生物降解”，这些塑料本身也并不像它们的名字那样环境友好。即使最终进入了垃圾填埋场，也并不是就找到了最好的归宿。
根据科学家的推算，在20℃条件下，垃圾场中有些塑料制品（如PLA）可能需要100多年才能被完全降解。
垃圾填埋场中的垃圾层层堆叠，形成了厌氧环境。在这种条件下，一些可堆肥塑料在降解过程中会释放甲烷。甲烷和二氧化碳同为温室气体，但甲烷让热量留在大气里的能力是二氧化碳的25倍左右。

Image

（图片来源：GIPHY）

对于可堆肥塑料来说，它们最好的去处就是专业堆肥设备。这里的温度维持在40℃以上，塑料垃圾会遇到富含微生物的渗滤液，渗滤液的作用之一是使反应环境保持湿润，另外可以定期加入微生物，持续分解垃圾。产生的气体可以通过发电机为整个设备提供动力。
在这类设备中，可堆肥塑料大约需要28天就可以被完全分解。
Image

（图片来源：biocycle.net）

新的尝试

科学家也在积极寻找处理其他塑料垃圾的方法。有人发现一种可以使PET塑料瓶分解的酶，PET是使用最广泛的聚酯塑料之一，这种酶可以在10个小时之内将PET分解成单体。
也有很多公司尝试生产更容易被分解的产品，比如从香蕉皮中提取物质合成的塑料、用海藻制成的塑料等等。但这些产品也有个缺点，就是它们太容易降解了，可能还没等到被使用就变成了一摊泥。
现阶段对于我们来说，要想妥善处理塑料制品并不容易。工业或商业堆肥设施离我们的日常都太遥远，普通家庭堆肥装置不具备处理可堆肥塑料的能力（而且目前家庭堆肥也不是很普及）。
也许更好的选择还是尽量少使用一次性塑料产品，毕竟自带咖啡杯还能减5块钱呢。
Image

（图片来源：GIPHY）

参考资料：

[1]https://wwf.org.au/blogs/the-lifecycle-of-plastics/

[2]https://wwf.org.au/blogs/plastic-in-our-oceans-is-killing-marine-mammals/

[3]Royer S-J, Greco F, Kogler M, Deheyn DD (2023) Not so biodegradable: Polylactic acid and cellulose/plastic blend textiles lack fast biodegradation in marine waters. PLoS ONE 18(5): e0284681. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0284681

[4]https://www.theatlantic.com/science/archive/2023/07/compostable-plastic-trash/674626/

[5]Jeffrey J. Kolstad, Erwin T.H. Vink, Bruno De Wilde, Lies Debeer,Assessment of anaerobic degradation of Ingeo™ polylactides under accelerated landfill conditions,Polymer Degradation and Stability,Volume 97, Issue 7,2012,Pages 1131-1141,ISSN 0141-3910,https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2012.04.003.

[6] Tournier, V., Topham, C.M., Gilles, A. et al. An engineered PET depolymerase to break down and recycle plastic bottles. Nature 580, 216–219 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2149-4

[7]https://www.forbes.com/sites/scottsnowden/2020/04/11/new-enzyme-breaks-down-plastic-in-hours/?sh=6cb901c45e4e

[8]Hemlata U. Karne, Parinita Gaydhane, Vedanti Gohokar, Karan Deshpande, Preeth Dunung, Gaurav Bendkule,Synthesis of biodegradable material from banana peel,Materials Today: Proceedings, 2023, ISSN 2214-7853, 

https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.05.157.

[9]https://www.businessinsider.com/how-seaweed-could-replace-plastic-packaging-sway-2022-12

[10]https://www.biocycle.net/mixed-waste-mrf-ad-and-composting-combo/

本文经授权转载自公众号“把科学带回家”（ID: steamforkids）

凡本公众号转载、引用的文章 、图片、音频、视频文件等资料的版权归版权所有人所有，因此产生相关后果，由版权所有人、原始发布者和内容提供者承担，如有侵权请联系删除。

Image

《环球科学》8月新刊正在热卖

各电商平台均有销售

Image
点击【在看】，及时接收我们的内容更新 
Image

KEEP THE THREAD GOING

更多来源文章