一项新的荟萃分析指出，水解可防止持久性PLA微塑料在环境中形成
2024年6月25日
HYDRA海洋科学公司对已发表的科学文献进行的一项系统性综述发现，在有水或湿度的条件下，生物塑料聚乳酸（PLA）会完全水解，环境中不会残留或积累任何持久的纳米塑料或微塑料。
奥弗雷塞尔省哈克斯伯根，2024年6月25日 ——由致力于在全球范围内推广生物塑料知识的协会“荷兰生物塑料协会”（Holland Bioplastics）委托开展的一项新荟萃分析报告得出结论：聚乳酸（PLA）——一种完全由发酵植物糖制成的生物基聚合物——的基本特性及其水解过程表明，PLA不会产生持久性微塑料。 由研究实验室HYDRA Marine Sciences完成的文献研究表明，与那些会在环境中以纳米或微塑料形式长期存在并持续积累的非生物降解聚合物不同，PLA会水解成越来越小的分子，溶于水，并最终完全生物降解。
该报告的结论源自对超过30,000份报告的初步筛查，其中HYDRA筛选出500份相关且质量足够高的报告进行深入审查。研究证实，PLA的环境降解主要由水解驱动，这是一种在存在水分或湿度的条件下发生的非生物过程。 只要这些条件存在，任何PLA物体或碎片的分子量和尺寸就会通过水解持续减小，其速率由温度决定，直到聚合物链变得非常短，使材料在水中溶解。 这些可溶性物质（低聚物和乳酸单体）随后将被微生物生物降解为生物质、水和二氧化碳。
纯PLA及其寡聚物也被广泛公认为无毒物质。乳酸作为PLA的单体组成单元，已被美国食品药品监督管理局（FDA）和欧盟（EU）列为“普遍公认安全”（GRAS）物质。许多PLA等级均符合美国和欧盟长期以来关于食品接触要求的全球法规。 此外，某些特定等级的PLA早已获得批准，并在缝合线、组织支架和药物输送基质等医疗应用中使用了数十年。在体内使用后，这些PLA聚合物会被人体安全地吸收并生物同化。
“作为社会，我们必须从两方面着手解决塑料危机：一方面要发展回收和废弃物处理基础设施，开发可堆肥、可重复使用和可回收的产品；另一方面，要为我们日常依赖的产品选择更负责任的材料，”Holland Bioplastics董事会成员埃尔温·温克（Erwin Vink）表示。 “这些研究结果证实，随着全球废物处理基础设施的不断完善，即使PLA泄漏到环境中，也不会像我们所知的不可生物降解聚合物那样，作为微塑料对环境造成长期影响。”
“这项荟萃分析表明，与会在环境中持久存在并作为微塑料和纳米塑料永久积累的非生物降解塑料不同，只要存在湿度和水分，环境中的PLA就不会造成持久性污染，”HYDRA海洋科学公司总经理克里斯蒂安·洛特（Christian Lott）表示。 “然而，我们必须意识到，这种材料本就不该出现在环境中，关键在于我们绝不能利用这些特性来鼓励乱扔垃圾，或延缓全球废弃物基础设施的建设。为了减少对环境的危害，任何材料的降解都必须与积累——即有多少材料进入环境——保持平衡。”
生物基聚合物PLA的生产始于植物，因为植物通过光合作用将大气中的二氧化碳封存到糖分子中。随后，利用微生物对植物糖分进行发酵，生成单体乳酸——这是一种安全、无毒的物质，不仅用于食品防腐，也是人体在进行体力活动时产生的物质。 随后，这种乳酸被聚合为聚乳酸（PLA）生物聚合物，用于制造各种产品，如杯子、餐具、垃圾袋或柔性食品包装。 由于PLA由吸收自然界中二氧化碳（CO₂）和水的植物制成，因此当其被堆肥、水解或生物降解时，二氧化碳和水将回归自然，形成一个循环过程。
如欲关注荷兰生物塑料公司及其支持本研究的成员企业——Futerro、道达尔能源科比恩（TotalEnergies Corbion）和NatureWorks——了解它们如何在推动生物塑料全球扩张、促进循环经济方面持续取得进展，请访问hollandbioplastics.nl。
关于荷兰生物塑料协会
Holland Bioplastics 是一个将直接或间接参与生物塑料原材料、材料及产品生产，以及相关研究和市场推广的各方联结起来的组织，旨在传播、分享并普及生物塑料方面的知识。 本组织秉持这样的愿景：生物塑料将为从线性石油经济向生物基和循环经济的转型做出重要贡献。
关于 HYDRA 海洋科学
HYDRA Marine Sciences GmbH 是一家在水生研究、文献记录和咨询领域享有盛誉的机构。自 2009 年以来，HYDRA 一直致力于为来自学术界、协会、公共行政部门和工业界的合作伙伴，在海洋和淡水实地、水槽及实验室条件下开发和应用标准测试方法。 HYDRA是首家获得DIN CERTCO“海洋环境中可生物降解”和“海洋环境中可生物降解增强型”认证的可生物降解塑料测试实验室。
本研究的媒体联系人：Rozlyn Paradisrparadis@launchsquad.com
PLA降解机制：在水存在的情况下（1），PLA会发生水解（2）——这是一种聚合物降解的纯化学过程，在此过程中会产生低分子量中间体（3），例如寡聚物和乳酸单体。这些物质会变得可溶，并可被生物降解 (4)。微生物将这些寡聚物和单体作为食物摄取（5），并利用它们来积累生物量（6）以及作为新陈代谢的能量来源。最终，这导致原始聚合物中的碳矿化（7），转化为二氧化碳、甲烷和水。
