Накопление пластиковых отходов в океане — одна из основных экологических проблем.

Бутылки, попавшие в океан, могут десятилетиями сохранять свою первоначальную форму, а затем распадаться на микропластик. Чтобы решить проблему, был разработан биоразлагаемый пластик, который используется в том числе в текстильной промышленности.

Но, согласно новому исследованию ученых из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, якобы экологичные заменители пластика остаются неизменным в морской среде как минимум 14 месяцев.

В последние годы были разработаны заменители пластмасс на масляной основе. Одним из самых популярных заменителей стала полимолочная кислота (PLA) — это полимер молочной кислоты, полученный в результате ферментации сахаров и крахмалов. PLA снова распадается на молочную кислоту при высоких температурах, характерных для компостирования. Но в более холодных условиях он не разлагается так быстро.

Пластик часто используется в производстве тканей. Ученые решили изучить, как натуральные, синтетические и смешанные ткани биоразлагаются непосредственно в океане. Для эксперимента использовались десять различных типов тканей, включая целлюлозу на древесной основе (лиоцелл, модал и вискоза); натуральную целлюлозу (органический первичный хлопок и неорганический первичный хлопок); пластик на биооснове (PLA); пластик на масляной основе (полиэтилентерефталат и полипропилен) и ткани из смеси лиоцелла с полиэстером и полипропиленом. Все они обычно используются в текстильной промышленности.

Образцы текстиля поместили в проточные контейнеры, установленные как на поверхности моря, так и на на глубине 10 метров. Образцы исследовались каждые семь дней с получением изображений, а небольшие кусочки удалялись из дубликатов образцов для дальнейшего исследования в лаборатории.

Ученые использовали сканирующую электронную микроскопию с высоким разрешением и рамановскую спектроскопию для изучения химического состава и молекулярной структуры волокон. Затем образцы снова погрузили под воду, и этот процесс длился 231 день на поверхности моря и 196 дней на глубине.

После завершения эксперимента образцы переместили в Экспериментальный аквариум в институте Скриппса, где они подвергались воздействию проточной морской воды в контролируемых условиях. В то время как натуральный текстиль на основе целлюлозы неоднократно распадался в течение 30-35 дней, материалы на масляной и биологической основе не проявляли признаков распада даже через 428 дней.

Смеси волокон, в которых пряди натуральных волокон переплетаются с нитями пластика на био- или масляной основе, часто рекламируются как более устойчивая альтернатива текстилю, полностью изготовленному из синтетических пластиков. Однако это исследование показало, что только натуральная часть волокна распадалась, а пластиковая часть смеси оставалась нетронутой.

Авторы исследования отмечают, что полимолочный пластик на биологической основе, позиционируемый как экологически перспективный материал, а также полиэтилентерефталат и полипропилен на масляной основе загрязняют окружающую среду.

Исследование показывает необходимость стандартизации тестов и информирования о том, действительно ли материалы, продвигаемые как компостируемые или биоразлагаемые, такие как PLA, биоразлагаются в естественной среде.