“溶”塑料让海洋不再哭泣

作者: 苏更林

来源: 百科知识

发布日期: 2019-02-25

文章讨论了海洋塑料污染的严重性,特别是微塑料对海洋生态系统的威胁。文章还介绍了中国科学家研发的一种新型可降解塑料,这种塑料能够在海水中快速分解,为解决海洋塑料污染问题提供了新的希望。

曾几何时,塑料的发明为人类带来了许多意外的惊喜。然而,现在有关塑料污染的报道不绝于耳。特别是近几年来,海洋微塑料污染更是引起了全世界的关注。日益严峻的海洋塑料污染形势,已经对近海生态系统构成了严重的威胁。中国科学家研制的可在海水中“消失”的绿色塑料,将为保护海洋生态环境做出应有的贡献。

占到地球表面面积71%的海洋,一向被认为是地球生命的摇篮。海洋生态环境的优劣,直接关乎人类的命运。在全球范围内,每年大约有3亿吨塑料被废弃,每年流入海洋的塑料垃圾大约为800万~1200万吨。海洋已经成为了塑料的“垃圾场”,而传统塑料的降解又需要几十年甚至几百年的时间。

近些年来,大量塑料垃圾通过不同的途径进入海洋,使得海洋几乎成为一个“塑料世界”。除了肉眼可见的塑料之外,还有肉眼不可见的塑料,它们都是海洋塑料污染的元凶。2018年,联合国环境署首次聚焦一次性塑料污染问题,将世界环境日的主题定为“塑战速决”。

那些肉眼不可见的塑料,通常被称为“微塑料”。有科学家认为,微塑料要比肉眼可见的塑料危害更大。微塑料在海洋中的扩散性更强,因此更容易分散于海洋生态系统。微塑料在海洋中无处不在,并且具有很大的隐蔽性。2017年,我国“蛟龙”号载人潜水器从大洋深处4500米处带回的海洋生物,在其体内竟也检出了微塑料的成分。从近海到大洋,从海面到深海,都发现了微塑料的身影。

微塑料更容易进入到食物链,因此会对海洋生态系统造成严重的影响。在海洋复杂的生态系统中,微塑料与海洋中的低营养级生物具有大体相近的密度和尺度,因此很容易被海洋生物误食。微塑料一旦进入食物链,就会通过食物链的富集作用而危及到上一级生物。分布在海面上的微塑料,通过对太阳光的遮挡与反射作用,往往会阻碍藻类对阳光的吸收,因而会抑制藻类的光合作用。同时,微塑料还会影响海洋生物的产卵量和繁殖能力。

雾霾污染让PM2.5成为“热词”,那么海洋中也有“PM2.5”吗?如今,在海洋中广泛分布的微塑料,就被人们称为是海洋中的“PM2.5”。微塑料的颗粒小,比表面积大,疏水性强,容易成为污染物的载体。除了本身的毒性之外,还更容易从环境中吸附化学毒物,也可以在表面上附着微生物等。微塑料在食物链中往往会对生物体产生物理、化学和生物等方面的危害。

比如,生物摄入微塑料之后,既无法被消化吸收,又不容易排出体外,其自身和附着毒性又会对食物链中的生物体产生直接或间接伤害。微塑料还有可能造成入侵物种以及病原微生物的传播。

现在,海洋微塑料正在成为全球性的研究热点,并成为与全球气候变化、臭氧耗竭及海洋酸化并列的全球性环境问题之一。那么,微塑料来自何处呢?海洋微塑料的来源具有多元化的特征,既有陆源方面的输入,也有海源方面的输入。海源方面的输入包括滨海旅游业、船舶运输业以及海上养殖捕捞业等方面的输入。而陆源塑料垃圾的输入是海洋中微塑料污染的主要来源,主要是人类在生产和生活中有意或者无意丢弃的塑料废弃物等。

塑料污染已经让海洋不堪重负,拯救海洋由此成为了全人类的共同呼声。用可降解塑料替代传统塑料无疑是一个具有战略意义的路径选择。可降解塑料并不是一个新概念,而是伴随着“禁塑令”的推广而应运而生的。但是,目前的可降解塑料大都是基于治理陆地白色污染而开发出来的,在土壤和堆肥中表现出良好的生物降解性能。

然而,由于海水的温度很低,特异性的微生物种类和数量又都很少,不具备生物降解的条件,因此在海洋环境中单纯依靠酶促水解反应来降解塑料是不可行的。

中国科学院物理化学研究所工程塑料研究中心根据海洋环境的特点,在国内率先开展了海“溶”材料的研发。研发海“溶”塑料,需要先搞清楚海洋环境,然后才能选准突破口。与陆地环境相比,海洋环境的特点为富水、高盐、高压、低温、流动、稀营养、少微生物。海“溶”塑料研发更应当借助高盐复杂水体环境中的非酶促水解反应来进行降解。

研究团队把非酶水解过程与生物降解过程结合起来,通过分子设计,并经过反复试验,成功实现了材料在海水中的快速降解。现在,他们研发的海“溶”塑料可以在数分钟到几百天内降解消失,最终分解为不会对环境产生危害的小分子。未来,研究团队还希望海“溶”塑料的降解模式能够实现智能化。遏制海洋塑料污染,需要全社会的共同努力。除了可降解塑料的研发之外,做好塑料废弃物的回收和处理也是至关重要的。

作为一个社会成员和消费者,应当尽量减少一次性塑料的使用,从而为海洋“减负”做一点贡献!

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