科学家认为塑料分解需要数千年-可能只有几十年

时间:2019-10-21 20:58 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

   科学家认为塑料分解需要数千年-可能只有几十年

        伍兹霍尔海洋学研究所(WHOI)研究人员发表的一项研究表明,聚苯乙烯是世界上使用最广泛的塑料之一,暴露于阳光下可能会在几十年或几个世纪内降解,而不是像以前想象的那样会降解数千年。该研究于2019年10月10日发表在《环境科学与技术快报》上。

  WHOI的海洋化学家,该研究的主要作者Collin Ward说:“目前,政策制定者普遍认为聚苯乙烯在环境中可以永久存在。” “这是制定禁止该政策的理由的一部分。我们进行这项研究的动机之一是了解聚苯乙烯是否真的可以永久存在。我们并不是说塑料污染还不错,只是说聚苯乙烯在环境中的持久性可能比我们以前理解的要短,而且可能更复杂。数十年来仍然存在对环境造成伤害的机会。”

  科学家认为塑料分解需要数千年-可能只有几十年

  WHOI的海洋化学家Collin Ward在他的实验室中研究聚苯乙烯样品。图片来源:Jayne Doucette,伍兹霍尔海洋研究所

  自1970年代以来,在世界海洋中已常规检测到聚苯乙烯。沃德说,阳光降解塑料的想法并不是什么新鲜事,“只要看看会迅速变白的塑料游乐场玩具,公园长椅或草地椅即可。” WHOI研究表明,阳光不仅会导致塑料变质。物理分解,但是,这也会导致它们化学降解成溶解的有机碳和痕量的二氧化碳,其含量太低而无法影响气候变化。一旦塑料经历了这种转变,它的原始形式就会从环境中消失,它变成了全新的副产品,肉眼无法看到。他补充说,考虑到这种转变是如何发生的,将是估算环境中实际有多少塑料的重要组成部分。

  沃德说,先前对聚苯乙烯分解速度的估计是基于一组不同的假设。过去的研究主要集中在微生物在降解微生物中的作用,而不是考虑其他因素,例如阳光。WHOI的海洋化学家克里斯蒂·雷迪(Chris Reddy)说,这并不完全令人惊讶。塑料只是有机碳的另一种形式,可能是微生物会“吃掉”它,但他警告说,微生物也很聪明和有选择性。聚苯乙烯的化学结构复杂且庞大,具有基于环的骨架,会阻碍微生物或使塑料不值得一费。

  WHOI的研究表明,阳光不仅会导致塑料物理分解,而且还会使它们化学降解为溶解的有机碳和微量的二氧化碳,其含量太低而无法影响气候变化。“尽管聚苯乙烯是基于环的骨架,很难成为微生物的目标,但它是捕捉特定频率的阳光的理想形状和尺寸,” Ward补充道。吸收能量会破坏碳键。

  在实验室中,研究人员通过暴露五种不同的市售聚苯乙烯样品,测试了日光能否转变聚苯乙烯。该小组将每一个浸没在密封的玻璃容器中,并从一个太阳模拟器中照亮它们。太阳模拟器是一盏灯,可以复制太阳光的频率。然后,科学家收集了溶解在水中的二氧化碳和化合物。

  Ward及其同事使用各种化学工具,包括一个房间大小的加速器质谱仪,追踪了在CO2和过滤水中发现的碳原子的来源。“我们使用了多种方法来做到这一点,他们都指出了相同的结果:阳光可以将聚苯乙烯转化为二氧化碳。但是我们需要更多的研究来了解溶解在水中的其他产品会发生什么。” Ward说。

  研究还发现,聚苯乙烯的添加剂可以决定其颜色,柔韧性和其他物理特性,在分解中起主要作用。Reddy说:“不同的添加剂似乎吸收不同频率的阳光,这会影响塑料分解的速度。”

  有关此研究的更多信息,请阅读普通塑料聚苯乙烯,其降解速度比 Sunglight 预期的要快得多。

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  论文的合作者还包括WHOI的Cassia J. Armstrong和Julia H. Jackson,WHOI的Anna N. Walsh和麻省理工学院。这项研究由弗兰克和利西纳·霍奇(Frank and Lisina Hoch)捐赠基金会,安德鲁·W·梅隆基金会(Andrew W. Mellon Foundation),斯坦利·沃森(Stanley Watson)海洋学系主任以及美国国家科学基金会的研究生研究奖学金资助。

  伍兹霍尔海洋学研究所是马萨诸塞州科德角的一家私人非盈利组织,致力于海洋研究,工程和高等教育。它是根据美国国家科学院的建议于1930年成立的,其主要任务是了解海洋及其与整个地球的相互作用,并传达对海洋在不断变化的全球环境中的作用的基本理解。

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