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撰文 | 祝葉華（清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程博士）

  2017年7月，一項發(fā)表在Science Advances的研究論文稱，20世紀(jì)50年代初以來，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%進入垃圾填埋場或自然環(huán)境中。研究人員預(yù)測，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”。多年之后，考古學(xué)家在挖掘這一時代的殘留物時，塑料制品可能會成為他們的最大“收獲”。

1.“塑料星球”并非危言聳聽

  Science Advances上發(fā)表的研究中，首次對全球塑料制品的生產(chǎn)、使用和最終“歸宿”進行了分析。研究人員對樹脂、纖維、工業(yè)原料添加劑等各種類型和各消費領(lǐng)域的塑料制品的綜合數(shù)據(jù)進行了整合，發(fā)現(xiàn)塑料制品的增長速度遠(yuǎn)超過除水泥、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，“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)于阿根廷的國土面積，而阿根廷是世界上國土面積排名第8的國家�！�

  近年來，已有多個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速度確實讓人驚嘆。

  2004年，英國普利茅斯大學(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 。在此之后，關(guān)于塑料污染的研究如火如荼地展開。

  2014年12月，美國五環(huán)流研究所（Five Gyres Institute）研究人員在PLOS ONE發(fā)文稱，他們在2007年到2013年間，經(jīng)過24次探險，利用拖網(wǎng)從5個亞熱帶“環(huán)流”、澳大利亞沿岸、孟加拉灣和地中海中打撈塑料碎片，并借助電腦模擬來分析這些視覺調(diào)查結(jié)果，最終發(fā)現(xiàn)，全球海洋中至少有5.25萬億個塑料碎片（直徑從低于1nm的微小粒子到直徑超過20 cm的大碎片），海洋塑料污染物總重量約26.9萬噸。研究者隨后用這些數(shù)據(jù)修正了一個海洋塑料分布模型。

  2015年喬治亞大學(xué)的研究人員對被排入海洋的塑料垃圾做了全球性評估，研究結(jié)果發(fā)表在Science上。他們選取全球192個沿海國家和地區(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象，通過統(tǒng)計這些地區(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個沿海國家和地區(qū)一共產(chǎn)生了2.75億噸塑料垃圾，其中有480萬噸到1270萬噸進入了海洋。800萬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個裝滿塑料的購物袋。

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)百萬噸，無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，《紐約時報》報道稱，塑料制品每年造成至少10億條海洋動物失去生命。

  2017年2月，挪威西部海岸一頭巨大的鯨魚擱淺了。當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家救助無效，對鯨魚實施安樂死后發(fā)現(xiàn)，這頭鯨魚的胃里塞滿了30個塑料袋，同時還有一條長達(dá)9米的繩子和一團超過30平方米的塑料布。

  以水母為食的海龜和海豚也會因?qū)⑺芰洗`認(rèn)為是水母吞食而死。2011年，一則報道中稱，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300個塑料碎片。2015年12月10日DailyMail報道稱，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”的還有海鳥種群。

  海鳥覓食與人類不同，它們主要依賴嗅覺尋找食物，“二甲基硫醚”（DMS）是鳥類的美食信號。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物為食的鳥類，憑借DMS的氣味就可以覓到美食。不過，浮游植物會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，一項發(fā)表在Science Advances上的研究證實了這一誤食現(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3周浸泡，在回收的所有樣品中，都檢測到DMS成分。這間接證實了海洋中塑料垃圾發(fā)出的美食信號干擾了海鳥的正常覓食行為。研究人員同時從55項研究中篩選出不同種類海鳥對塑料誤食頻率的差別。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，越是對DMS氣味敏感的物種，其誤食塑料的頻率越高。

  更為糟糕的是，進入海洋中的塑料垃圾隨著時間的推移，大塊的塑料會分解成微小的塑料顆粒，即微塑料。微塑料對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，微塑料會影響魚群的生態(tài)種群，同時也間接說明，受到微塑料污染的魚類很有可能會被搬上人類餐桌。

  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自其他地區(qū)的顆粒物，研究人員測試了8個國家生產(chǎn)的16種不同品牌的海鹽。在將海鹽溶于水后，測出了72個顆粒物，其中30個為塑料顆粒物，17個為塑料殘留的涂料顆粒物�；瘜W(xué)分析結(jié)果顯示，被檢測的塑料物質(zhì)種類大不相同，研究人員據(jù)此推測這些顆粒物不全是生產(chǎn)海鹽的過程中混入的，有許多顆粒物本來就源自海洋。

  DailyMail曾報道稱，“在太平洋的一些地區(qū)，塑料碎片比浮游生物多出6倍。”因為碎片太小了，看起來像食物，它們被小魚吃掉了，而小魚又被大魚吃掉了，而這些魚反過來又被我們吃掉了。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

  一個塑料杯被埋入地下之后，約450年才會被分解；1個塑料牛奶罐，需要100年的時間被分解；超市的購物塑料袋可能需要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)計階段就應(yīng)該兼顧回收的問題。加強塑料廢物的預(yù)防、回收和分離塑料垃圾，有助于實現(xiàn)“零塑料垃圾填埋”，向循環(huán)經(jīng)濟發(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。研究人員同時可以向這些材料中添加不同口味的香料，為消費者提供多種口味的塑料瓶。當(dāng)然，如果消費者不愿食用此類物質(zhì)，可以將其丟棄，它會被快速分解。

  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150萬人在食用這種勺子，全球有1500萬人也為之著迷。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（面包蟲）的幼蟲可以降解聚乙烯類塑料。黃粉蟲以聚苯乙烯泡沫塑料為唯一食物來源，可以存活1個月以上，并最終發(fā)育成成蟲。

  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”，使用兩種酶將塑料分解，并將其作為能量來源。研究人員推測，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，法國科學(xué)家在Current Biology上發(fā)文稱，他們發(fā)現(xiàn)了一種愛吃塑料的毛毛蟲。這種擁有特殊癖好的毛毛蟲名為蠟蟲，是螟蛾的幼蟲。為了驗證蠟蟲的“吃飯速度”，研究人員將幾百只蠟蟲放在一個超市塑料袋的上面，不到40分鐘，塑料袋上開始出現(xiàn)窟窿，12小時之后，蠟蟲吃掉了92毫克塑料。后續(xù)的測試證實，蠟蟲可以完全消化“塑料餐”。揭示蠟蟲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自然帶來的傷害。不過，無論是開發(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，在很短的時間內(nèi)都無法做到全球性推廣。目前最為直接和有效的手段，還是提高公民的環(huán)保意識和環(huán)保公德。