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海邊的塑料垃圾。新華社記者馬平攝 

  為解決日益嚴(yán)峻的海洋塑料污染問(wèn)題，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，中國(guó)科學(xué)家最近研制出一種可在海水中降解的聚酯復(fù)合材料，有望在諸多領(lǐng)域替代現(xiàn)有難以降解的通用塑料。 

  中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所高級(jí)工程師王格俠介紹，其團(tuán)隊(duì)研制出的這種結(jié)合了水溶性與降解性的材料具有一定的環(huán)境耐受性，廢棄后能在數(shù)天到數(shù)百天內(nèi)在海水中降解消失，最終分解為不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的小分子。 

  王格俠說(shuō)，長(zhǎng)期以來(lái)人們聚焦于陸地上的白色污染及其治理。直至近年，大量塑料污染致使海洋生物遇害的現(xiàn)象被頻繁報(bào)道才引起廣泛關(guān)注。 

  據(jù)保守估計(jì)，人類每年向海洋投放的塑料垃圾為480萬(wàn)噸到1270萬(wàn)噸，占海洋固體污染物總量的60%至80%。目前，人類活動(dòng)和洋流導(dǎo)致這些塑料垃圾集中分布于北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋及印度洋中部。 

  世界經(jīng)濟(jì)論壇也發(fā)出警告，2050年全球海洋塑料總重量將超過(guò)魚(yú)類的總重量。 

  專家介紹，目前幾乎所有類型的塑料都已經(jīng)在海洋中找到。這些塑料微�；蛘咂≡诤Ｋ�，或者沉入海底，幾十年甚至幾百年不會(huì)分解，對(duì)整個(gè)海洋環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。塑料在使用后被直接丟棄或從陸地經(jīng)過(guò)河流、風(fēng)吹進(jìn)入海洋，在海水中受到光、海水風(fēng)化，以及洋流和生物群的作用，導(dǎo)致塑料最終形成小于5毫米的微塑料。

  一些海洋生物，如信天翁、海龜?shù)龋`食塑料袋會(huì)產(chǎn)生一系列的胃腸問(wèn)題，以至于無(wú)法再進(jìn)食，最終被餓死。最令人震驚的一項(xiàng)科學(xué)數(shù)據(jù)顯示：有90%的海鳥(niǎo)是因?yàn)檎`食了塑料袋而死于非命。

  王格俠指出，盡管海洋中塑料污染問(wèn)題已經(jīng)非常嚴(yán)峻，但目前人們對(duì)于這些塑料污染仍然沒(méi)有有效的應(yīng)對(duì)措施。海洋特殊水域環(huán)境使得人們不能像在陸地上一樣對(duì)這樣大量分散的垃圾進(jìn)行集中收集和處理。最根本有效的辦法就是讓材料廢棄進(jìn)入海水后能自行降解消失。 

  據(jù)介紹，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所降解塑料和工程塑料研究組是中國(guó)率先開(kāi)展生物可降解塑料研究的單位。生物降解塑料大都是含酯鍵的高分子材料，分子鏈相對(duì)脆弱，因而可以被自然界許多微生物分解、消化，最終形成二氧化碳和水。

  目前，該團(tuán)隊(duì)的生物降解塑料生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)向4家中國(guó)企業(yè)完成了技術(shù)授權(quán)，其中3家已經(jīng)順利投產(chǎn)，總產(chǎn)能達(dá)到每年7.5萬(wàn)噸，占全球總量的一半。 

  在認(rèn)識(shí)到海洋塑料污染的嚴(yán)重性后，科研人員希望研發(fā)出在海水中可降解的材料。然而他們發(fā)現(xiàn)，在陸地上能夠快速降解的生物降解材料在海水中卻難以降解，甚至長(zhǎng)時(shí)間都不降解，不能用來(lái)解決海洋中的塑料污染問(wèn)題。 

海鳥(niǎo)正受到塑料污染的威脅。新華社記者殷博古攝 

  這究竟是怎么回事呢？經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究，王格俠找到了答案�！熬埘ゲ牧隙逊蔬^(guò)程是微生物作用下的酶促水解反應(yīng)；而海水溫度低、特異性微生物種類少、數(shù)量少，很難具備生物降解的條件，因而大多數(shù)聚酯材料在海水中降解周期非常緩慢，甚至難以降解�！�

  王格俠介紹道，海水中不同區(qū)域不同時(shí)期差異巨大，想要材料在可控的周期內(nèi)能夠完全降解，單純依靠生物降解過(guò)程是走不通的。我們面臨的難題是：既要解決現(xiàn)有材料海水中難降解、不降解的問(wèn)題，還要根據(jù)不同應(yīng)用需求，使材料滿足一定的使用性能和環(huán)境適應(yīng)性。

  經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，王格俠和團(tuán)隊(duì)成員成功走出了這個(gè)困境。他們從分子設(shè)計(jì)和兩相合成出發(fā)，通過(guò)聚合物合成改性和共混改性兩種方式，向生物降解聚酯體系中引入非酶水解的基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了材料在海水中整體可控降解。

  “現(xiàn)在我們研發(fā)出的海水可降解材料可以在數(shù)分鐘到幾百天內(nèi)不同周期實(shí)現(xiàn)崩解或降解，它的降解周期和降解方式可以根據(jù)不同應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)控，未來(lái)我們希望這種材料的降解模式能夠智能化。”王格俠表示。 

  在近期于深圳舉行的旨在提升中國(guó)自主創(chuàng)新能力、加大先進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的第一屆“率先杯”未來(lái)技術(shù)創(chuàng)新大賽上，這一技術(shù)位列30個(gè)優(yōu)勝項(xiàng)目之一。 

  中國(guó)已將生態(tài)環(huán)境保護(hù)提高到前所有未有的層面，在解決本國(guó)生態(tài)問(wèn)題的同時(shí)也為解決全球環(huán)境污染問(wèn)題貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。