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塑料制品的用途廣泛，制造成本相對(duì)低廉，在人們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見(jiàn)，滿足了現(xiàn)代快節(jié)奏便捷生活的需求。但是，幾乎所有的塑料都是不可生物降解的，垃圾填埋場(chǎng)或海洋中的塑料垃圾可能會(huì)“伴隨人類數(shù)百年”。
2017年7月，一項(xiàng)發(fā)表在Science Advances的研究論文稱，20世紀(jì)50年代初以來(lái)，人類已經(jīng)生產(chǎn)了83億噸塑料制品，其中約63億噸已成為塑料垃圾。在這63億噸塑料垃圾中，9%被回收利用，12%被焚燒，79%進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)或自然環(huán)境中。研究人員預(yù)測(cè)，如果按照目前的產(chǎn)量和廢物管理模式發(fā)展下去，到2050年會(huì)產(chǎn)生120億噸塑料垃圾。人類正在被自己產(chǎn)生的廢物所“淹沒(méi)”。多年之后，考古學(xué)家在挖掘這一時(shí)代的殘留物時(shí)，塑料制品可能會(huì)成為他們的最大“收獲”。
1.“塑料星球”并非危言聳聽(tīng)
Science Advances上發(fā)表的研究中，首次對(duì)全球塑料制品的生產(chǎn)、使用和最終“歸宿”進(jìn)行了分析。研究人員對(duì)樹(shù)脂、纖維、工業(yè)原料添加劑等各種類型和各消費(fèi)領(lǐng)域的塑料制品的綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合，發(fā)現(xiàn)塑料制品的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超過(guò)除水泥、鋼鐵外的其他人工制品。加州大學(xué)圣芭芭拉分校的工業(yè)生態(tài)學(xué)家Roland Geyer說(shuō)，“如果你把所有的塑料垃圾都鋪在地上，覆蓋面積可能相當(dāng)于阿根廷的國(guó)土面積，而阿根廷是世界上國(guó)土面積排名第8的國(guó)家。”
近年來(lái)，已有多個(gè)研究小組參與塑料污染的調(diào)研，從部分研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，塑料制品以及塑料垃圾的增長(zhǎng)速度確實(shí)讓人驚嘆。
2004年，英國(guó)普利茅斯大學(xué)教授Richard C. Thompson在Science發(fā)文呼吁關(guān)注海洋的“白色污染”，并創(chuàng)造了“塑料微粒”這一術(shù)語(yǔ) 。在此之后，關(guān)于塑料污染的研究如火如荼地展開(kāi)。
2014年12月，美國(guó)五環(huán)流研究所(Five Gyres Institute)研究人員在PLOS ONE發(fā)文稱，他們?cè)?007年到2013年間，經(jīng)過(guò)24次探險(xiǎn)，利用拖網(wǎng)從5個(gè)亞熱帶“環(huán)流”、澳大利亞沿岸、孟加拉灣和地中海中打撈塑料碎片，并借助電腦模擬來(lái)分析這些視覺(jué)調(diào)查結(jié)果，最終發(fā)現(xiàn)，全球海洋中至少有5.25萬(wàn)億個(gè)塑料碎片(直徑從低于1nm的微小粒子到直徑超過(guò)20 cm的大碎片)，海洋塑料污染物總重量約26.9萬(wàn)噸。研究者隨后用這些數(shù)據(jù)修正了一個(gè)海洋塑料分布模型。
2015年喬治亞大學(xué)的研究人員對(duì)被排入海洋的塑料垃圾做了全球性評(píng)估，研究結(jié)果發(fā)表在Science上。他們選取全球192個(gè)沿海國(guó)家和地區(qū)為研究目標(biāo)，將距離其海岸線50公里內(nèi)的居住人口為研究對(duì)象，通過(guò)統(tǒng)計(jì)這些地區(qū)每人每年產(chǎn)生的垃圾質(zhì)量、塑料垃圾占比、以及處理不當(dāng)?shù)乃芰侠急鹊葦?shù)據(jù)，利用模型估算出2010年192個(gè)沿海國(guó)家和地區(qū)一共產(chǎn)生了2.75億噸塑料垃圾，其中有480萬(wàn)噸到1270萬(wàn)噸進(jìn)入了海洋。800萬(wàn)噸塑料垃圾是什么概念呢?它相當(dāng)于所研究的沿海地區(qū)的每英寸海岸線上即存在5個(gè)裝滿塑料的購(gòu)物袋。
2.海洋生物的“淪陷”
作為地球上最大的受納水體，海洋每年“收納”的塑料垃圾有數(shù)百萬(wàn)噸，無(wú)論深海還是北極的冰層中都有塑料垃圾存在，成為了海洋生物的“幽靈殺手”。2015年7月，《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道稱，塑料制品每年造成至少10億條海洋動(dòng)物失去生命。
2017年2月，挪威西部海岸一頭巨大的鯨魚(yú)擱淺了。當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家救助無(wú)效，對(duì)鯨魚(yú)實(shí)施安樂(lè)死后發(fā)現(xiàn)，這頭鯨魚(yú)的胃里塞滿了30個(gè)塑料袋，同時(shí)還有一條長(zhǎng)達(dá)9米的繩子和一團(tuán)超過(guò)30平方米的塑料布。
以水母為食的海龜和海豚也會(huì)因?qū)⑺芰洗`認(rèn)為是水母吞食而死。2011年，一則報(bào)道中稱，在澳大利亞的南巴利納海灘，一只死亡的綠海龜被沖上岸，在這只綠海龜?shù)南到y(tǒng)里，有超過(guò)300個(gè)塑料碎片。2015年12月10日DailyMail報(bào)道稱，救援人員在哥斯達(dá)黎加海岸發(fā)現(xiàn)一只欖蠵龜鼻孔中插有一支塑料吸管，遂為其取出。
除此之外，遭受塑料“毒手”的還有海鳥(niǎo)種群。
海鳥(niǎo)覓食與人類不同，它們主要依賴嗅覺(jué)尋找食物，“二甲基硫醚”(DMS)是鳥(niǎo)類的美食信號(hào)。一般而言，在海洋浮游植物作用下，DMS構(gòu)成了海洋的特殊氣味，多數(shù)以磷蝦等小型浮游甲殼動(dòng)物為食的鳥(niǎo)類，憑借DMS的氣味就可以覓到美食。不過(guò)，浮游植物會(huì)附著在塑料垃圾表面，它們同樣可以散發(fā)出DMS的氣味。在“亂花漸欲迷人眼”的味道辨別中，許多海鳥(niǎo)就陷入了塑料垃圾的氣味陷阱，誤將塑料垃圾當(dāng)食物而斷送性命。
2016年，一項(xiàng)發(fā)表在Science Advances上的研究證實(shí)了這一誤食現(xiàn)象。研究人員在加利福尼亞附近海域投放了3種塑料珠子，經(jīng)過(guò)3周浸泡，在回收的所有樣品中，都檢測(cè)到DMS成分。這間接證實(shí)了海洋中塑料垃圾發(fā)出的美食信號(hào)干擾了海鳥(niǎo)的正常覓食行為。研究人員同時(shí)從55項(xiàng)研究中篩選出不同種類海鳥(niǎo)對(duì)塑料誤食頻率的差別。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，越是對(duì)DMS氣味敏感的物種，其誤食塑料的頻率越高。
更為糟糕的是，進(jìn)入海洋中的塑料垃圾隨著時(shí)間的推移，大塊的塑料會(huì)分解成微小的塑料顆粒，即微塑料。微塑料對(duì)海洋生物的危害可能更為直接和嚴(yán)重。2016年一篇發(fā)表在Science上的研究論文中提到，微塑料會(huì)影響魚(yú)群的生態(tài)種群，同時(shí)也間接說(shuō)明，受到微塑料污染的魚(yú)類很有可能會(huì)被搬上人類餐桌。
除了海鮮，備受人們青睞的食用海鹽也已被塑料污染。2017年5月，一篇發(fā)表在Scientific Reports上的研究論文為了弄清海鹽中是否含有來(lái)自其他地區(qū)的顆粒物，研究人員測(cè)試了8個(gè)國(guó)家生產(chǎn)的16種不同品牌的海鹽。在將海鹽溶于水后，測(cè)出了72個(gè)顆粒物，其中30個(gè)為塑料顆粒物，17個(gè)為塑料殘留的涂料顆粒物?；瘜W(xué)分析結(jié)果顯示，被檢測(cè)的塑料物質(zhì)種類大不相同，研究人員據(jù)此推測(cè)這些顆粒物不全是生產(chǎn)海鹽的過(guò)程中混入的，有許多顆粒物本來(lái)就源自海洋。
DailyMail曾報(bào)道稱，“在太平洋的一些地區(qū)，塑料碎片比浮游生物多出6倍。”因?yàn)樗槠×耍雌饋?lái)像食物，它們被小魚(yú)吃掉了，而小魚(yú)又被大魚(yú)吃掉了，而這些魚(yú)反過(guò)來(lái)又被我們吃掉了。所以，塑料破壞了海灘，堵塞了海洋，毒害了我們的食物鏈。”
3.如何分解塑料垃圾
一個(gè)塑料杯被埋入地下之后，約450年才會(huì)被分解;1個(gè)塑料牛奶罐，需要100年的時(shí)間被分解;超市的購(gòu)物塑料袋可能需要1000年才能被分解。不同種類的塑料制品，其降解速率不同，而大多數(shù)的塑料其實(shí)不能被完全降解，僅僅是被分解成尺寸更小的微塑料。由于塑料降解需要特定的溫度、濕度和降解微生物，所以可以在垃圾填埋場(chǎng)被分解的塑料，不一定能夠在海洋中被分解。
塑料制品和塑料廢料是同一枚硬幣的兩面，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該兼顧回收的問(wèn)題。加強(qiáng)塑料廢物的預(yù)防、回收和分離塑料垃圾，有助于實(shí)現(xiàn)“零塑料垃圾填埋”，向循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
2012年，DailyMail介紹了可食用包裝的發(fā)明。哈佛大學(xué)教授David Edwards是該項(xiàng)發(fā)明的研究者之一，他們利用藻類和鈣的混合物，模擬食物的自然包裝狀態(tài)，給食物配備可食用或者降解的外包裝。目前他們正在開(kāi)發(fā)一種可食用飲料瓶，這款飲料瓶使用的是名為WikiCell的環(huán)保材料，這是一種可以生物降解的塑料(其成分為淀粉、乳酸聚合物及纖維蛋白等食品提取物)及食物粒子結(jié)合而成的膠膜，在膠膜的外部以蛋殼般的可食用物料加固保護(hù)。研究人員同時(shí)可以向這些材料中添加不同口味的香料，為消費(fèi)者提供多種口味的塑料瓶。當(dāng)然，如果消費(fèi)者不愿食用此類物質(zhì)，可以將其丟棄，它會(huì)被快速分解。
2016年，印度人Narayana Peesapati利用大米粉、小麥粉和高粱粉制作了一種可食用的勺子。這種勺子的誕生，向塑料餐具發(fā)出了挑戰(zhàn)，目前印度有150萬(wàn)人在食用這種勺子，全球有1500萬(wàn)人也為之著迷。但是這種勺子的成本是塑料勺子的2倍左右，所以未來(lái)如果想要大范圍推廣，降低成本是最關(guān)鍵的一環(huán)。
除了源頭控制，發(fā)現(xiàn)降解塑料新物種也不失為應(yīng)對(duì)良策。2015年，北京航空航天大學(xué)楊軍教授研究組、深圳華大基因公司趙姣博士等在Environmental Science & Technology上合作發(fā)表了兩篇姊妹研究論文，他們發(fā)現(xiàn)了黃粉蟲(chóng)(面包蟲(chóng))的幼蟲(chóng)可以降解聚乙烯類塑料。黃粉蟲(chóng)以聚苯乙烯泡沫塑料為唯一食物來(lái)源，可以存活1個(gè)月以上，并最終發(fā)育成成蟲(chóng)。
2016年，日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種名為Ideonella sakaiensis的食用塑料纖維的細(xì)菌。這種細(xì)菌可以在PET塑料(大多數(shù)一次性水瓶使用的都是PET塑料)上“茁壯成長(zhǎng)”，使用兩種酶將塑料分解，并將其作為能量來(lái)源。研究人員推測(cè)，只要將溫度控制在30℃，這種細(xì)菌就能再6周內(nèi)分解一片PET薄膜。該研究成果發(fā)表于2016年3月的Science上。
2017年，法國(guó)科學(xué)家在Current Biology上發(fā)文稱，他們發(fā)現(xiàn)了一種愛(ài)吃塑料的毛毛蟲(chóng)。這種擁有特殊癖好的毛毛蟲(chóng)名為蠟蟲(chóng)，是螟蛾的幼蟲(chóng)。為了驗(yàn)證蠟蟲(chóng)的“吃飯速度”，研究人員將幾百只蠟蟲(chóng)放在一個(gè)超市塑料袋的上面，不到40分鐘，塑料袋上開(kāi)始出現(xiàn)窟窿，12小時(shí)之后，蠟蟲(chóng)吃掉了92毫克塑料。后續(xù)的測(cè)試證實(shí)，蠟蟲(chóng)可以完全消化“塑料餐”[14]。揭示蠟蟲(chóng)自然降解塑料的化學(xué)原理，將成為減少塑料污染的突破口。
塑料污染是觸目驚心的，科學(xué)家們正竭盡全力消弱和減少塑料垃圾對(duì)自然帶來(lái)的傷害。不過(guò)，無(wú)論是開(kāi)發(fā)塑料產(chǎn)品的替代材料，還是發(fā)掘可降解塑料的新物種，在很短的時(shí)間內(nèi)都無(wú)法做到全球性推廣。目前最為直接和有效的手段，還是提高公民的環(huán)保意識(shí)和環(huán)保公德。
