曾幾何時(shí)，塑料的發(fā)明為人類帶來(lái)了許多意外的驚喜。然而，現(xiàn)在有關(guān)塑料污染的報(bào)道不絕于耳。特別是近幾年來(lái)，海洋微塑料污染更是引起了全世界的關(guān)注。日益嚴(yán)峻的海洋塑料污染形勢(shì)，已經(jīng)對(duì)近海生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。中國(guó)科學(xué)家研制的可在海水中“消失”的綠色塑料，將為保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
海洋何以成了“塑料世界”
占到地球表面面積71%的海洋，一向被認(rèn)為是地球生命的搖籃。海洋生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣，直接關(guān)乎人類的命運(yùn)。
在全球范圍內(nèi)，每年大約有3億噸塑料被廢棄，每年流入海洋的塑料垃圾大約為800萬(wàn)～1200萬(wàn)噸。
海洋已經(jīng)成為了塑料的“垃圾場(chǎng)”，而傳統(tǒng)塑料的降解又需要幾十年甚至幾百年的時(shí)間。
近些年來(lái)，大量塑料垃圾通過(guò)不同的途徑進(jìn)入海洋，使得海洋幾乎成為一個(gè)“塑料世界”。除了肉眼可見(jiàn)的塑料之外，還有肉眼不可見(jiàn)的塑料，它們都是海洋塑料污染的元兇。
2018年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署首次聚焦一次性塑料污染問(wèn)題，將世界環(huán)境日的主題定為“塑戰(zhàn)速?zèng)Q”。
為什么微塑料更可怕
那些肉眼不可見(jiàn)的塑料，通常被稱為“微塑料”。有科學(xué)家認(rèn)為，微塑料要比肉眼可見(jiàn)的塑料危害更大。
關(guān)于微塑料的說(shuō)法，來(lái)源于一位英國(guó)科學(xué)家2004年發(fā)表在《科學(xué)》雜志的一篇論文。目前科學(xué)界對(duì)微塑料的尺度界定尚未形成共識(shí)，但通常認(rèn)為微塑料為粒徑小于5毫米的塑料顆粒。
為什么微塑料比大塊塑料更加可怕呢？原因在于以下幾方面：
微塑料在海洋中的擴(kuò)散性更強(qiáng)，因此更容易分散于海洋生態(tài)系統(tǒng)。荷蘭科學(xué)家曾研究過(guò)太平洋塑料垃圾帶，發(fā)現(xiàn)在這些塑料當(dāng)中，微塑料雖然只占到塑料總質(zhì)量的8%，但是卻占到漂浮在此區(qū)域的塑料面積的94%。
微塑料在海洋中無(wú)處不在，并且具有很大的隱蔽性。2017年，我國(guó)“蛟龍”號(hào)載人潛水器從大洋深處4500米處帶回的海洋生物，在其體內(nèi)竟也檢出了微塑料的成分。從近海到大洋，從海面到深海，都發(fā)現(xiàn)了微塑料的身影。
微塑料更容易進(jìn)入到食物鏈，因此會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。在海洋復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)中，微塑料與海洋中的低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物具有大體相近的密度和尺度，因此很容易被海洋生物誤食。微塑料一旦進(jìn)入食物鏈，就會(huì)通過(guò)食物鏈的富集作用而危及到上一級(jí)生物。
分布在海面上的微塑料，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光的遮擋與反射作用，往往會(huì)阻礙藻類對(duì)陽(yáng)光的吸收，因而會(huì)抑制藻類的光合作用。同時(shí)，微塑料還會(huì)影響海洋生物的產(chǎn)卵量和繁殖能力。
海洋中也有“PM2.5”嗎
霧霾污染讓PM2.5成為“熱詞”，那么海洋中也有“PM2.5”嗎？如今，在海洋中廣泛分布的微塑料，就被人們稱為是海洋中的“PM2.5”。
人們這樣稱呼微塑料，倒也有幾分道理。微塑料的微小身材和五毒俱全，與造成大氣霧霾的元兇PM2.5十分相似。
微塑料的顆粒小，比表面積大，疏水性強(qiáng)，容易成為污染物的載體。除了本身的毒性之外，還更容易從環(huán)境中吸附化學(xué)毒物，也可以在表面上附著微生物等。微塑料在食物鏈中往往會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生物理、化學(xué)和生物等方面的危害。
比如，生物攝入微塑料之后，既無(wú)法被消化吸收，又不容易排出體外，其自身和附著毒性又會(huì)對(duì)食物鏈中的生物體產(chǎn)生直接或間接傷害。微塑料還有可能造成入侵物種以及病原微生物的傳播。
美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的海洋殘骸計(jì)劃總監(jiān)華萊士曾指出，丟棄在水中的塑料垃圾已危害到逾600種海洋生物，造成鯨魚(yú)、海龜、海豚、魚(yú)和海鳥(niǎo)受傷或死亡。
不過(guò)，目前對(duì)于微塑料的海洋環(huán)境行為、生態(tài)毒性及作用機(jī)制還缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，也沒(méi)有研究能直接證明海洋微塑料對(duì)人體產(chǎn)生危害。但是，沒(méi)有研究并不等于沒(méi)有危害。
微塑料在食物鏈的累積、釋放和污染，無(wú)疑會(huì)造成越來(lái)越大的影響。因此，研究海洋微塑料對(duì)海洋生態(tài)和環(huán)境的影響，以及對(duì)于海洋生物和人類的影響，就顯得十分迫切和重要。
海洋微塑料來(lái)自哪里
現(xiàn)在，海洋微塑料正在成為全球性的研究熱點(diǎn)，并成為與全球氣候變化、臭氧耗竭及海洋酸化并列的全球性環(huán)境問(wèn)題之一。那么，微塑料來(lái)自何處呢？
海洋微塑料的來(lái)源具有多元化的特征，既有陸源方面的輸入，也有海源方面的輸入。海源方面的輸入包括濱海旅游業(yè)、船舶運(yùn)輸業(yè)以及海上養(yǎng)殖捕撈業(yè)等方面的輸入。而陸源塑料垃圾的輸入是海洋中微塑料污染的主要來(lái)源，主要是人類在生產(chǎn)和生活中有意或者無(wú)意丟棄的塑料廢棄物等。
大塊塑料是微塑料的來(lái)源之一，但不是唯一來(lái)源。傳統(tǒng)的塑料很難降解，有的甚至需要幾百年的時(shí)間，因此大塊塑料的降解是非常緩慢的過(guò)程。
那么，大塊塑料是如何變成微塑料的呢？關(guān)于微塑料的產(chǎn)生，主要是大塊塑料在海水中受到了光照、風(fēng)化以及洋流和生物群的作用而不斷地發(fā)生裂解的結(jié)果。
除了塑料垃圾之外，人類生活中常用的一些洗滌劑、生活護(hù)膚品以及工業(yè)原料等也含有大量的微塑料成分。這些微塑料成分隨污水排出進(jìn)入陸海環(huán)境中，往往會(huì)隨著陸源垃圾輸入到海洋當(dāng)中，并形成不同形狀的微塑料。
這些微塑料可以通過(guò)風(fēng)力、河流、洋流等外力作用進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷移，從而來(lái)到地球上的各個(gè)角落。在海洋中微塑料通常會(huì)存在于海水表面之下，主要呈現(xiàn)一種懸浮的狀態(tài)，人們把這種現(xiàn)象稱為“塑料湯”。
塑料替代離我們還有多遠(yuǎn)
塑料污染已經(jīng)讓海洋不堪重負(fù)，拯救海洋由此成為了全人類的共同呼聲。用可降解塑料替代傳統(tǒng)塑料無(wú)疑是一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的路徑選擇。
可降解塑料并不是一個(gè)新概念，而是伴隨著“禁塑令”的推廣而應(yīng)運(yùn)而生的。但是，目前的可降解塑料大都是基于治理陸地白色污染而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，在土壤和堆肥中表現(xiàn)出良好的生物降解性能。
然而，由于海水的溫度很低，特異性的微生物種類和數(shù)量又都很少，不具備生物降解的條件，因此在海洋環(huán)境中單純依靠酶促水解反應(yīng)來(lái)降解塑料是不可行的。
中國(guó)科學(xué)院物理化學(xué)研究所工程塑料研究中心根據(jù)海洋環(huán)境的特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了海“溶”材料的研發(fā)。
研發(fā)海“溶”塑料，需要先搞清楚海洋環(huán)境，然后才能選準(zhǔn)突破口。與陸地環(huán)境相比，海洋環(huán)境的特點(diǎn)為富水、高鹽、高壓、低溫、流動(dòng)、稀營(yíng)養(yǎng)、少微生物。?！叭堋彼芰涎邪l(fā)更應(yīng)當(dāng)借助高鹽復(fù)雜水體環(huán)境中的非酶促水解反應(yīng)來(lái)進(jìn)行降解。
那么，什么是非酶促水解過(guò)程呢？非酶促水解過(guò)程是一個(gè)不需要生物酶幫助的化學(xué)水解過(guò)程。這就需要在生物降解塑料（如聚酯體系）中引入相應(yīng)的非酶水解基團(tuán)，這樣才能賦予材料在海水中進(jìn)行非酶水解的功能。
研究團(tuán)隊(duì)把非酶水解過(guò)程與生物降解過(guò)程結(jié)合起來(lái)，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了材料在海水中的快速降解。現(xiàn)在，他們研發(fā)的海“溶”塑料可以在數(shù)分鐘到幾百天內(nèi)降解消失，最終分解為不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害的小分子。
未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)還希望?！叭堋彼芰系慕到饽Ｊ侥軌?qū)崿F(xiàn)智能化。原來(lái)，海洋環(huán)境在不同的區(qū)域和時(shí)期是存在巨大差異的。要實(shí)現(xiàn)?！叭堋彼芰显诳煽氐闹芷趦?nèi)完全降解，需要對(duì)其降解性能進(jìn)行調(diào)控，從而滿足材料的使用性能和環(huán)境適應(yīng)性。
遏制海洋塑料污染，需要全社會(huì)的共同努力。除了可降解塑料的研發(fā)之外，做好塑料廢棄物的回收和處理也是至關(guān)重要的。作為一個(gè)社會(huì)成員和消費(fèi)者，應(yīng)當(dāng)盡量減少一次性塑料的使用，從而為海洋“減負(fù)”做一點(diǎn)貢獻(xiàn)！
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