據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，海洋學(xué)家查爾斯·摩爾稱,，只有我們?nèi)祟惒拍苤圃斐龃笞匀粺o(wú)法消化的垃圾,。據(jù)悉，1997年他在太平洋航?？睖y(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)了海洋垃圾帶,，這些垃圾主要是塑料垃圾。

大多數(shù)人聯(lián)想到海洋垃圾時(shí)通常是進(jìn)入視線范圍的塑料制品廢棄物,，這些材料無(wú)處不在,，我們?nèi)祟惷磕晟a(chǎn)大約3億噸塑料，其中大約一半是一次性使用的,，這意味著人們使用完塑料制品之后就會(huì)立即丟棄,。通常大多數(shù)塑料垃圾被運(yùn)送到垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行處理,，但其中一些垃圾被吹離，進(jìn)入河流,，最終流入海洋,，事實(shí)上，平均每年大約有800萬(wàn)噸塑料污染物進(jìn)入海洋,，纏繞著海洋生物,，污染了珊瑚礁，最終被水,、風(fēng)和陽(yáng)光降解,，分解成數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的微小塑料顆粒。

對(duì)于許多海洋物種來(lái)說(shuō),，塑料顆?？雌饋?lái)非常有吸引力，頗像食物,，它們會(huì)以海洋污染物為食,，最終因缺乏營(yíng)養(yǎng)而餓死，微塑料表面也會(huì)吸引海洋中的污染物,，并最終將這些污染物輸送到動(dòng)物體內(nèi),，目前科學(xué)家仍在繼續(xù)探索海洋垃圾產(chǎn)生的生物影響。微塑料也有可能對(duì)人類造成傷害,，因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)吃海鮮甚至飲用水?dāng)z入它們,，2019年，世界衛(wèi)生組織呼吁展開(kāi)深入研究,，分析微塑料污染對(duì)人體健康構(gòu)成的潛在影響,。

支撐這一切的事實(shí)是：依據(jù)制造塑料所用的成分，塑料具有難以置信的彈性,，而且可能永遠(yuǎn)不會(huì)真正地生物降解,，近年來(lái)，科學(xué)家希望通過(guò)水中和土壤中的微生物,，有效地將其還原為自然界中基本可重復(fù)使用的化合物,。考慮到自然環(huán)境中存在的塑料污染,，將形成更為清晰的問(wèn)題,，例如：大多數(shù)進(jìn)入海洋的一次性塑料垃圾可能會(huì)停留數(shù)百年無(wú)法降解，這將對(duì)海洋環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅,。

我們是如何制造這場(chǎng)持久性塑料危機(jī)的,？答案就在我們制造塑料的過(guò)程中，但首先,，最重要的是理解“塑料”并不只是我們想象中漂浮在海水的購(gòu)物袋,，目前海洋中存在大量塑料垃圾碎片,，甚至還污染了海底環(huán)境。

塑料是什么,？

英國(guó)赫爾大學(xué)化學(xué)家卡爾·萊德肖說(shuō)：“‘塑料一詞’通常涵蓋廣泛的非均勻材料,，每種材料各有不同的應(yīng)用，并且具有不同的物理性質(zhì),，現(xiàn)今我們已知的塑料材料已有300多種,。”據(jù)悉,，萊德肖參與赫爾大學(xué)塑料合作實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目,，研究改進(jìn)塑料工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

那么,，如果塑料如此不同,，它們有什么共同之處呢？它們是由聚合物組成,，聚合物是由許多重復(fù)單元組成的分子,，其結(jié)構(gòu)賦予了塑料許多性能，例如：通常所具有柔韌性,、延展性和強(qiáng)度,，除此之外，塑料通常分為兩大類：生物基塑料和合成塑料,，生物基塑料的聚合物來(lái)自玉米淀粉,、植物油和細(xì)菌等來(lái)源，合成塑料即用原油和天然氣合成的聚合物,。

盡管生物基聚合物聽(tīng)起來(lái)十分友好,，但它們并沒(méi)有良好的環(huán)境記錄，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)在環(huán)境中持續(xù)存在而無(wú)法生物降解,，萊德肖解釋稱，并不是所有生物基塑料都是生物可降解聚合物,，也不是所有的生物可降解塑料都是生物基,，然而，石油和天然氣衍生的材料造成的環(huán)境危害十分嚴(yán)重,，因?yàn)檫@類塑料在環(huán)境中存在的時(shí)間更長(zhǎng),，同時(shí)也會(huì)造成其他的環(huán)境影響。

為了理解其中的原因,，我們來(lái)觀察一個(gè)石油衍生塑料的實(shí)例：將牛奶瓶放入冰箱進(jìn)行冷藏,，這個(gè)塑料瓶開(kāi)始了它的生命歷程，事實(shí)上制造此類塑料的原材料并不簡(jiǎn)單,，它們?cè)醋缘厍蛏钐幍脑?，原油聚集在地殼?nèi)部的高壓區(qū)域中,，它們通過(guò)鉆探頭和泵裝置傳輸?shù)降厍虮砻妫偻ㄟ^(guò)管道輸送到煉油廠,。原油的稠密物質(zhì)是由碳?xì)浠衔锝M成,，碳?xì)浠衔锸怯商己蜌湓咏M合，它們形成不同長(zhǎng)度的鏈狀結(jié)構(gòu),，賦予其不同特性,，這些碳?xì)浠衔锸堑厍蛏献钤绲乃芰显稀?/p>

在煉油廠，塑料制品生產(chǎn)真正開(kāi)始了,，像糖蜜一樣的原油在爐子上加熱,，依據(jù)碳?xì)浠衔锼拥臄?shù)量以及由此產(chǎn)生的分子量，將它們分成不同的基團(tuán),，然后將它們送入附近的蒸餾管中,。在蒸餾管中，通常分子結(jié)構(gòu)較長(zhǎng),、較重的碳?xì)浠衔锍练e在底部,，而分子結(jié)構(gòu)較短、較輕的碳重化合物上升至頂部,，最終原始被分離成幾種不同的化學(xué)物質(zhì),，例如：石油、汽油和石蠟,，每一種都含有相似重量和分子長(zhǎng)度的碳?xì)浠衔?，其中一種是石腦油，該化學(xué)物質(zhì)將成為制造塑料的主要原料,。

石腦油就像塑料生產(chǎn)中的金粉,，因?yàn)樗奶細(xì)浠衔镏杏幸彝楹捅@兩種化合物對(duì)地球上最常見(jiàn),、最普遍的塑料產(chǎn)品的形成至關(guān)重要,，包括用于制造牛奶瓶的塑料，但是要想制造出真正可以用于制造塑料的物質(zhì),，乙烯和丙烯必須先將它們的烴類原料分解成更小的單元,。

有不同的方法可以做到這一點(diǎn)，一種方法是在零氧環(huán)境中使用高溫高壓,，該過(guò)程被稱為“蒸汽裂解”,，它將碳?xì)浠衔锓纸獬筛痰姆肿咏Y(jié)構(gòu)，其被稱為單體,。

專注于可持續(xù)聚合物材料的阿斯頓大學(xué)博士后研究員帕亞爾·巴赫蒂說(shuō)：“像乙烷中的乙烯,，都可以在熱裂解后直接從石腦油中提取，最終提煉出來(lái)的乙烯和丙烯是制造塑料物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要原料?！?/p>

下一步研究是通過(guò)一種叫做聚合反應(yīng)的過(guò)程展開(kāi)的,，在該過(guò)程中，那些單獨(dú)的單體成分以新方式進(jìn)行化學(xué)組合,，產(chǎn)生較長(zhǎng)的重復(fù)鏈,，被稱為聚合物，在該情況下,，乙烯和丙烯形成了聚乙烯和聚丙烯,，這是地球上兩種最常見(jiàn)、生產(chǎn)最廣泛的聚合物,。

那么,，為什么這兩種聚合物如此受歡迎？聚乙烯的結(jié)構(gòu)可用于制造不同密度的塑料,，這意味著它可以是脆弱而柔韌,，或者是堅(jiān)固而堅(jiān)韌的物質(zhì)，因此它的用途非常廣泛,。此外,，聚丙烯的結(jié)構(gòu)也具有獨(dú)特的靈活性和彈性，因此,，我們每天能看到許多類型的塑料產(chǎn)品,，聚丙烯主要用于制造一次性塑料用品，例如：牛奶瓶,，日常生活所用的塑料包裝,、吸管、水瓶,、購(gòu)物袋,、洗發(fā)水瓶、瓶蓋等,。

然而,，這僅是幾十種合成塑料中的兩種，其他類型的碳?xì)浠衔锸菑牟煌膩?lái)源中分離和分解出來(lái)的,，不僅來(lái)自原油,，也來(lái)自天然氣，它們也被用于制造塑料,，在某些情況下,，聚合物可能是由單個(gè)單體重復(fù)組成,，就像我們看到的聚乙烯和聚丙烯一樣,，或者它們可能包括幾種類型的單體組合。

更重要的是，每一個(gè)聚合物鏈都將以不同方式進(jìn)行加工處理,，并與各種添加劑混合,，其中包括：抗氧化劑、發(fā)泡劑,、增塑劑,、阻燃劑等，使它們具備各種的生態(tài)位功能,，從而使塑料變得如此“萬(wàn)能”,。

巴赫蒂說(shuō)：“不同的塑料具有不同的特性，以食品包裝為例,，它應(yīng)該阻止過(guò)量的氧氣和陽(yáng)光,，從而避免被降解，所以它含有添加劑使其降解,，我們可以說(shuō),，正是這些添加劑賦予了聚合物特性，才導(dǎo)致塑料的形成,?！?/p>

最終這些塑料產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造了我們現(xiàn)今所擁有的塑料產(chǎn)品多樣性，它們?yōu)槭称飞a(chǎn)和儲(chǔ)存,、化妝品,、技術(shù)研發(fā)和醫(yī)藥保健做出了巨大貢獻(xiàn)。

“外來(lái)材料”

現(xiàn)在讓我們“快進(jìn)式”了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,，從石油和天然氣中合成的塑料,，是通過(guò)分離碳?xì)浠衔铮纸獬伤鼈兊慕M成部分,，然后將這些部分重組在自然界中從未見(jiàn)過(guò)的全新形態(tài),。簡(jiǎn)單地講，這是創(chuàng)造了一種“外來(lái)材料”,，這是地球水和土壤中的微生物所不熟悉的,，巴赫蒂解釋稱，合成塑料中的碳主鏈無(wú)法被土壤細(xì)菌識(shí)別,，這意味著它們無(wú)法被消化,，并將其轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

萊德肖說(shuō)：“聚乙烯這類物質(zhì)在垃圾填埋場(chǎng)需要幾個(gè)世紀(jì)才能分解,，這意味著我們一生中制造的許多事物仍然保持著接近原始的形態(tài),，持久性并不是唯一的問(wèn)題：隨著塑料在陽(yáng)光、水和風(fēng)的影響下逐漸分解,，石油和天然氣衍生的塑料制品會(huì)釋放出溫室氣體,，并將生產(chǎn)過(guò)程中添加的化學(xué)物質(zhì)重新返回環(huán)境中,，我們需要特別關(guān)注一次性塑料污染的數(shù)量，加上其對(duì)環(huán)境長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年的持久性破壞,，未來(lái)塑料制品造成的環(huán)境災(zāi)難可能更加嚴(yán)重,。”

但也有辦法擺脫這些堆積如山的塑料垃圾,，萊德肖認(rèn)為,，生物可降解塑料是未來(lái)研究重點(diǎn)之一，這可能是一個(gè)潛在的解決方案,，換句話說(shuō),，制造可生物降解塑料并不一定意味著用玉米淀粉等生物原料生產(chǎn)塑料（盡管這可能提供一個(gè)解決方案），更具體地講,，該過(guò)程需要用聚合物來(lái)制造塑料,，這些聚合物可以被水中和土壤中的微生物合理有效地分解。

如果要徹底改變塑料對(duì)地球環(huán)境的影響,，生物可降解聚合物需要取代油性聚乙烯和聚丙烯,，但同時(shí)也要保持傳統(tǒng)聚合物的強(qiáng)度和柔韌性等性能，這正是它們?nèi)绱耸軞g迎的原因,，但這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),，因?yàn)閭鹘y(tǒng)聚合物在制造成本上仍然具有競(jìng)爭(zhēng)力，這使得該任務(wù)更加棘手,。

但近年來(lái)一些生物可降解的方案正在取得進(jìn)展,，一種是聚乳酸，它可用于制造杯子,、餐具和吸管等一次性物品,，一旦它進(jìn)入人類生活環(huán)境，能更有效地生物降解,，萊德肖認(rèn)為,，隨著全球范圍內(nèi)對(duì)塑料制品的需求量持續(xù)增大，此類發(fā)明可能會(huì)逐漸增多,。

在其他領(lǐng)域也有積極樂(lè)觀的跡象,，2016年，研究人員發(fā)現(xiàn)一種能吃塑料的細(xì)菌,，之后其他人員又發(fā)現(xiàn)能吃聚乙烯的蠕蟲(chóng),，此外，他們還發(fā)現(xiàn)能夠分解塑料垃圾的酶物質(zhì),。

萊德肖說(shuō)：“或許未來(lái)幾年里,，我們將從這些細(xì)菌和蠕蟲(chóng)獲得塑料分解和消化的能力，甚至能分解聚乙烯塑料袋,，培育體型更大的蠕蟲(chóng),，它們可以吞食我們的塑料垃圾,。”

無(wú)論如何,，在制造塑料的過(guò)程中，人類設(shè)法從自然中獲得原材料,，并徹底改造它們,，以至于自然無(wú)法消化它們，這是人類聰明才智導(dǎo)致的困境,，現(xiàn)在我們希望通過(guò)研發(fā)新型技術(shù)改變這一切,！