海洋生態系統中的塑膠吸管不僅破壞了海灘的美麗，還威脅海龜和海鳥。因此，人們越來越傾向於使用可生物降解或可堆肥的替代品。研究表明，由紙和生物塑膠（如CDA 和PHA）製成的可生物降解吸管在海水中可在8 到20 個月內降解，這為減少塑膠吸管造成的海洋污染提供了一個前景廣闊的解決方案。

在海水中浸泡16 週後，泡沫製成的生物塑膠吸管（如圖）的分解速度至少是固體吸管的兩倍。資料來源：改編自《ACS 永續化學與工程2024》，DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c07391

但這些替代品在海洋環境中的效果如何？根據發表在《美國化學學會永續化學與工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）上的研究，某些市售的生物塑膠吸管和紙質吸管在沿海海洋系統中會在8 到20 個月內分解，而選擇泡沫吸管會大大加快這個過程。

在海水中浸泡16 週後，泡沫製成的生物塑膠吸管的分解速度至少是固體吸管（如圖）的兩倍。資料來源：改編自《ACS 永續化學與工程2024》，DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c07391

為治理塑膠污染，美國一些地區限制在吸管中使用聚丙烯（PP）等傳統聚合物。這些政策導致由紙或生物塑膠製成的一次性用品市場不斷增長。然而，替代材料需要保持功能性，這樣它們才不會在喝第一口水後翻倒，但如果在土壤、淡水或鹽水中浸泡以後就會散架。

雖然下一代生物塑料，如二醋酸纖維素（CDA）和聚羥基烷酸酯（PHA），可能能夠滿足這兩個要求，但與其他材料相比，這些材料製成的產品在海洋中能持續多長時間才能完全降解，人們對此知之甚少。因此，布萊恩-詹姆斯、科林-沃德及其同事利用真實海水進行了實驗，研究不同吸管的環境壽命，並尋找加速下一代生物塑膠分解的方法。

在最初的測試中，研究人員從市場上出售的吸管上剪下一英寸長的碎片，這些吸管由塗佈或未塗佈紙、聚丙烯聚合物或CDA、PHA 或聚乳酸(PLA) 生物塑料製成。然後，將這些吸管懸掛在大型水箱中的導線上，常溫海水在其中流動。研究團隊發現，16 週後，紙吸管、CDA 吸管和PHA 吸管的重量減少了25-50%。

研究人員預計，這些可降解吸管在沿海海洋中完全分解的時間分別為：紙張10 個月、PHA 15 個月、CDA 20 個月。此外，分解樣本上的生物膜含有已知能代謝多種聚合物的微生物。相反，聚丙烯（PP）和聚乳酸（PLA）吸管沒有可測量的重量變化，這表明它們可以在海水中存活多年。

接下來，在相同的實驗條件下，研究人員研究了將CDA 材料的結構從固體變成泡沫對生物塑膠環境壽命的影響。他們觀察到，CDA 泡沫的分解速度至少是固體版本的兩倍，據他們估計，用泡沫原型製成的吸管在海水中8個月就會分解，這是所有測試材料中壽命最短的。

在證明某些生物塑膠吸管不太可能長期保持完好無損之後，研究人員建議，簡單的改變，例如改用泡沫材料，可以進一步縮短吸管的使用壽命。

編譯自/ scitechdaily