如果要评选近一两百年来对人类生活影响最大的发明,那有一类东西绝对榜上有名,那就是让我们既爱又恨的塑料。
轻便、耐用,且价格低廉的塑料已经重塑了我们的世界,而其带来的白色污染俨然成为了一个世纪难题。不过近年有研究发现,两种常见的虫子可以“吃掉”塑料,这或许可以成为处理塑料危机的突破口。
1862年,世界上第一个人造塑料出现在伦敦国际展览会上,发明家以自己的名字将其命名为“Parkesine”,从此,人类进入了塑料时代。迄今为止,人类使用塑料已经有着一百多年的历史,在过去70年间,随着生产技术的不断改进,全球塑料产量从每年200万吨激增到3.8亿吨。
塑料是一系列用途广泛的合成高分子材料的统称,主要成分是合成树脂,具有阻燃、耐热,抗腐蚀,用途广等特征,从日常生活到航空工业,塑料已经悄然进入社会的每个角落。
令人感到意外的是,其实塑料最初发明时,人们曾寄希望于这种新型材料的广泛应用有助于环保事业的发展,能够减少森林砍伐和采矿业。
作为一种完全的人造物,地球历史上从未产生过类似塑料的物质,几乎是在很短的时间内,大自然中凭空出现了大量的塑料产品,令其他物种措手不及。
大洋中的棱皮龟将塑料误以为是漂浮的水母,最终活活撑死;非洲的鬣狗徘徊在垃圾堆里觅食,无意间将诸多的塑料一同吞下;海豹本该在大海中自由游荡,却被丢弃的渔网缠死。
特别是各种海鸟,主要依靠嗅觉觅食,塑料在海水中浸泡中常常会附着各种微生物和藻类,进而散发出一种“食物”的味道,吸引海鸟一口吞下,造成胃部划伤出血,甚至死亡。
目前已记录超过200种生物误食过塑料,2015年的一项研究显示,多达80%的海鸟体内发现了各种塑料垃圾,这一数字在今天恐怕会更加触目惊心。
一项全球分析报告估算,海洋塑料大约有2.5亿吨,其中大部分都是不足1mm大小的“微塑料”,这些细小的塑料颗粒几乎分布在地球上的每个角落,也通过食物链进入我们的体内。
即使最合适的条件下,这类不易降解的物质通常也需要数百年时间才会完全分解。据统计,每年至少有三分之一的塑料制品最终进入自然环境中,大自然在为人类社会的便利而买单。
这场滚滚而来的塑料危机,早已令各国科学家头疼不已,英国《卫报》甚至将塑料评选为“20世纪最糟糕的发明”。
塑料实在令人又爱又恨,但你知道吗?最新的科学研究揭示,有一些不起眼的小生物也许能够帮助我们解决这一问题。
时间追溯到2004年,当时北京航空航天大学的杨军教授正在家里做饭,他偶然发现装小米的塑料袋内被虫子咬出了许多洞,从里面飞出许多飞蛾,这一现象引起了他进一步研究的兴趣。
经过多年研究,杨军教授团队于2014年在权威期刊上发表论文,提出了印度谷螟的幼虫能够咀嚼和进食聚乙烯PE薄膜,并分析了背后的原因。
2015年,杨军教授研究组又和同行证明了除了蜡虫以外,黄粉虫也可以降解塑料,而且是聚苯乙烯这类普遍认为难以降解的塑料。
杨军团队的研究为全球环保事业提供了一个全新的途径和方法。同时也提出了一个新的问题,除了昆虫的肠道之外,这种能够消化塑料的细菌是否也广泛存在于自然界呢?
2016年,一个日本团队意外在垃圾场中发现一种名叫“Ideonella sakaiensis 201-F6”的细菌。实验证明,这种细菌已经进化出一种独特的酶,可以水解聚对苯二甲酸乙二醇酯(即PET)的酯键,进而降解PET塑料。
2021年的广泛研究一共在全球各地找到了3000多种不同的酶,能够降解10种不同类型的塑料,几乎覆盖了生活中常见的所有塑料类型。
微生物和昆虫成为帮助人类解决这场塑料危机的秘密武器。比如在欧盟,利用昆虫进行生物分解塑料已经成为绿色提议中16项创新解决方案之一。
研究表明,昆虫以塑料为食后,可以彻底消化塑料,并转化为昆虫可以吸收的小分子而进入代谢,无论排泄物还是幼虫体内都不会残留任何塑料碎片,这对饱受白色污染困扰的人类社会来说简直是一个福音。
因此,研究者判断:昆虫肠道的微生物实际上也是通过对天然聚合物的降解机制来解聚塑料。尽管微生物与塑料的共进化周期只有100多年,但是类似的经验让它们应付塑料不至于无计可施。
除了能够帮助应对令人头疼的塑料危机以外,一项来自格拉斯哥大学的研究显示,对于养殖的大西洋鲑鱼来说,喂食塑料长大的蜡虫比喂食常规食物的蜡虫更加容易消化,表明前者在作为饲料方面的光明前景。
据统计,如果按照传统的焚烧法来处理塑料垃圾,那么每公斤聚苯乙烯泡沫塑料将释放约3.96公斤二氧化碳,并且塑料产生诸如二噁英等剧毒的化学物质,对自然界乃至人体都有很大的破坏。而生物分解不但可以利用塑料中的能量,而且几乎不会带来污染。
不过,当前的研究只是揭示了部分昆虫拥有处理塑料的潜能,并不代表昆虫已经完全转变以塑料为食,特别是存在其他食物可供选择时。斯坦福大学研究员安雅·布兰登 (Anja Brandon) 表示,大约需要三四千只黄粉虫,花费一周时间,才能消化一个聚苯乙烯泡沫塑料咖啡杯。
所以我们也不必担心“食塑”虫子有朝一日会泛滥成灾,让塑料成为岌岌可危的夕阳产业,迫使我们不得不寻找新的材料代替。
来自日本的研究同样显示,即使处在最佳条件下,细菌也需要6周时间才能完全分解一小块聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET),这显然还不足以在实际中运用。
这也意味着,利用细菌分解塑料很大程度上只是在实验室里取得进展,距离商业化推广还有着很长的路要走,毕竟相较于稳定的实验室环境,自然气候更加复杂多变,降解效果也大有不同。
并且生物分解塑料的发现,并不代表我们就能高枕无忧,相反它给我们的垃圾分类工作提出了更高的要求。
根据中国石化与清华大学在2022年联合发表的《可降解塑料的环境影响评价与政策支撑研究报告》,超过95%以上的可降解塑料还是流向了焚烧和填埋处理,只有不到万分之一的样本最终得到了妥当的可降解处置。
这场潜在的塑料危机实际上与每个人都息息相关。作为普通人,我们能做的还有很多,虽然并不能完全拒绝塑料,但可以尽量减少一次性塑料产品的购买和使用,尽量选择可降解材料,有意识地进行垃圾分类处理等。