聚乳酸（PLA）生物降解塑料，向可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵材料

隨著全球環(huán)保意識的日益增強，生物降解塑料作為一種環(huán)境友好、可持續(xù)的替代品，正受到越來越多的關(guān)注。然而，盡管生物降解塑料具有諸多優(yōu)點，但它們也并非完全沒有生態(tài)風(fēng)險。本文將深入探討這些潛在的生態(tài)風(fēng)險，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。

作為傳統(tǒng)塑料的替代品，生物降解塑料指在自然界中依靠微生物（如細(xì)菌、霉菌和藻類等）的生命活動就能降解的塑料，包括聚乳酸、聚羥基烷酸酯等多個種類。生物降解塑料經(jīng)降解后會成為碳素循環(huán)的一部分。生物降解塑料可完全分解為水和二氧化碳，對環(huán)境友好。其次，它們可以減少對傳統(tǒng)石化資源的依賴，降低能源消耗和碳排放。此外，生物降解塑料還具有與傳統(tǒng)塑料相似的性能，使得它們在許多應(yīng)用領(lǐng)域成為石化塑料的可行替代品。

然而，若不具備合適的場景條件，生物降解塑料就發(fā)揮不了“綠色”特性，仍會對生態(tài)環(huán)境造成污染。因此，生物降解塑料對生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響值得進一步研究。

聚乳酸(PLA)是目前全球工業(yè)規(guī)模產(chǎn)量最高、消耗最多的可生物降解塑料。與傳統(tǒng)難降解塑料產(chǎn)品有所不同，PLA不具有持久性，因而不會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生長遠(yuǎn)的影響，被認(rèn)為是傳統(tǒng)石油基塑料理想的替代品。在自然環(huán)境條件下可生物降解的塑料在經(jīng)過生化、物化等過程后"，其聚合物結(jié)構(gòu)會受損并發(fā)生破裂和降解。

并且，PLA對光氧化降解的響應(yīng)明顯高于傳統(tǒng)石油基塑料，從而更易在短時間內(nèi)形成微塑料。盡管已有研究表明，與傳統(tǒng)難降解微塑料相比，PLA微塑料毒性更低，但也有研究發(fā)現(xiàn)，PLA微塑料污染問題似乎更嚴(yán)重，即可降解微塑料產(chǎn)生的生物毒性效應(yīng)可能不低于傳統(tǒng)難降解微塑料。

目前，有研究表明，只有在優(yōu)化的堆肥條件下PLA才能完全被降解，在自然的水、土條件下不會完全降解，這意味著PLA可能會比常規(guī)的難降解塑料分解速度更快，產(chǎn)生的微塑料更多，并在環(huán)境中持續(xù)積累。Bagheri等通過室內(nèi)模擬PLA在海水和淡水中的降解情況，發(fā)現(xiàn)PLA薄膜的降解速率始終很慢，且在一年內(nèi)并未完全降解。

同樣地，有研究發(fā)現(xiàn)在有氧條件下堆肥90天后，仍有40%的PLA殘留物。如果在自然環(huán)境中PLA塑料垃圾無法得到完全降解，那么，PLA微塑料的持續(xù)釋放會對環(huán)境造成更嚴(yán)重的PLA微塑料污染。

現(xiàn)有的PLA微塑料的生態(tài)毒理學(xué)研究尚十分匱乏，并且，PLA微塑料的吸附能力及其與共存污染物的聯(lián)合毒性效應(yīng)也是近年來才受到關(guān)注。實際上，這種“環(huán)境友好型”可生物降解塑料產(chǎn)生的微塑料，很可能對生物體表現(xiàn)出更強的負(fù)面影響，是否成為一種新的潛在威脅仍需要更多的實驗研究探索來確定PLA微塑料的生物毒性及其背后的機制。

同時，對PLA微塑料的生態(tài)毒理研究不應(yīng)局限于其在單一暴露情況下的影響，還應(yīng)關(guān)注PLA微塑料與共存污染物的復(fù)合暴露及其在自然老化過程中的化學(xué)物質(zhì)釋放。

此外，對于PLA微塑料生物毒性效應(yīng)的研究還可以重點關(guān)注以下幾個方面：

(1)、關(guān)注PLA微塑料的環(huán)境行為。截止目前，有關(guān)自然環(huán)境中PLA微塑料賦存豐度的認(rèn)知還幾乎處于空白，其環(huán)境行為尚不明晰。因此，十分有必要開展野外實驗和室內(nèi)模擬實驗探究PLA微塑料在環(huán)境中的賦存、來源及釋放途徑。

(2)、關(guān)注老化PLA微塑料。目前老化PLA微塑料與共存污染物的研究僅停留在其相互作用方面，而環(huán)境中的PLA微塑料相較于其他傳統(tǒng)難降解微塑料更容易在短時間內(nèi)受到老化，這意味著它可能更容易作為環(huán)境污染物的載體，改變這些污染物對生物體的暴露風(fēng)險。因此，在今后的研究中，可以考慮老化PLA微塑料與不同污染物聯(lián)合暴露對生物體的毒性。

(3)、關(guān)注PLA微塑料的降解產(chǎn)物PLA微塑料在自然環(huán)境中并不會直接降解成水和二氧化碳，而是會在降解過程中先生成中間產(chǎn)物。但這些中間產(chǎn)物是否對生物體具有毒性，是否會影響PLA微塑料的毒性及其毒理學(xué)機制尚不明確。需要開展相應(yīng)的研究來考察PLA微塑料降解產(chǎn)物帶來的影響。

(4)、PLA微塑料與環(huán)境污染物聯(lián)合暴露對陸地生物的影響有待進一步研究。目前大多數(shù)研究集中在水生環(huán)境中的生物和微生物，極少有對陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物組分聯(lián)合毒性的研究，未來應(yīng)該提高對該領(lǐng)域的重視度。

(5)、關(guān)注PLA微塑料對全球生態(tài)系統(tǒng)和生物地球化學(xué)循環(huán)的影響。當(dāng)前生態(tài)毒理學(xué)也十分重視污染物對非生物組分的影響，雖然PLA被認(rèn)為是維持自然界“碳循環(huán)平衡”的材料之一，但已有研究認(rèn)為，包括PLA微塑料在內(nèi)的微塑料可能對水稻土的氮循環(huán)有抑制作用。同時，PLA微塑料的生物可降解性使其可以作為微生物群落的有機碳基質(zhì)?？紤]到以上證據(jù)和日益增加的PLA微塑料污染，其對全球生態(tài)系統(tǒng)和生物地球化學(xué)循環(huán)的影響值得深入研究。

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