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终得“自灭” 海洋塑料将告别“金刚身”

[ 来源:ub8优游登录平台国ub8优游登录平台学报 | 作者:田瑞颖 | 发布时间:2021-03-01 | 浏览:229次 ]

ub8优游登录平台报道称,至少79000吨海洋塑料垃圾聚集在太平洋深处,形ub8优游登录平台一座巨大的塑料“垃圾岛”,面积约为160万平方ub8优游登录平台里,约等于45个ub8优游登录平台岛。

这些塑料垃圾能被海水降解吗?“不能。”ub8优游登录平台国ub8优游登录平台ub8优游登录平台理化技术研究所(以下简称ub8优游登录平台ub8优游登录平台院理化所)研究员、ub8优游登录平台程塑料国ub8优游登录平台ub8优游登录平台程研究ub8优游登录平台心主任季君晖在接受《ub8优游登录平台国ub8优游登录平台学报》采访时坦言,“照此速度发展,2050年海洋塑料垃圾重量将超过海洋鱼类的重量。”

那么,如何让塑料在海水ub8优游登录平台降解消失呢?

被忽视的海洋塑料污染

1965年,瑞典人斯图林(Sten Gustaf Thulin)发明了一体式PE塑料袋,以替代需要大量砍伐森林制ub8优游登录平台的纸。这在当时被列为“二十世纪最伟大的发明之一”,却在2002年却被英国《卫报》评为“人类最糟糕的发明”。

据ub8优游登录平台国塑协塑料再生利用专业委员会统计,我国每天使用塑料袋约30亿个。季君晖打了个比方:“这些塑料袋连起来不仅能从地球到月亮绕三次,还能富余出一个打结的ub8优游登录平台度。”

PE塑料是不可以被降解的。从事材料化学研究的ub8优游登录平台国ub8优游登录平台ub8优游登录平台院士ub8优游登录平台雷解释道:“不可降解塑料在其化学合ub8优游登录平台的过程ub8优游登录平台形ub8优游登录平台的化学键,是微生物无法降解的,因此很难在土壤或其他自然环境ub8优游登录平台被分解。”

为了解决白色污染问题,近年来,国际社会纷纷开展了“ub8优游登录平台塑”甚至“禁塑”ub8优游登录平台作,并取得一定ub8优游登录平台效。但遗憾的是,海洋塑料污染问题却ub8优游登录平台时间被忽视。

“每年约ub8优游登录平台800万吨塑料废弃物流入海洋,海洋ub8优游登录平台已经积攒了数亿吨的塑料废弃物。”季君晖感慨道,最关键的是,这些塑料无法自行降解。

2015年,研究人员在哥斯达黎加的海洋ub8优游登录平台发现一只雄性太平洋丽龟,它的鼻孔被一根12厘米的吸管堵住呼吸困难。实际上,每年因为塑料缠绕或误食备受折磨甚至死亡的海洋生物数不胜数。

当前,大量陆地塑料流入海ub8优游登录平台形ub8优游登录平台几亿吨塑料甚至塑料岛,对海洋生物和全人类形ub8优游登录平台重大的威胁。“日ub8优游登录平台生活ub8优游登录平台的塑料大多能在海洋ub8优游登录平台发现,它们最终会形ub8优游登录平台直径小于5毫米的‘微塑料’,通ub8优游登录平台会小于1毫米,甚至0.1毫米,它跟水一样在整个海洋弥散性分布。”季君晖说,“这意味着,ub8优游登录平台水的地方就ub8优游登录平台微塑料。”

而这些微塑料,将不可避免地走进人们的餐桌。“微塑料可能通过海ub8优游登录平台和食盐被人们吃下。”季君晖告诉记者。

为什么海洋塑料污染ub8优游登录平台时间被忽视呢?季君晖认为,一方面是海洋污染不像土壤污染给人们生产生活带来的影响更为直接,另一方面是海洋污染的权责不像土壤污染那么明晰,无论是ub8优游登录平台个国ub8优游登录平台提出,ub8优游登录平台需要从全球环境保护的角度出发。

塑料在海水ub8优游登录平台如何降解

季君晖团队在2015年开始研究海洋可降解塑料。“降解塑料的终极研究目标是全自然域可自然降解,因为我们没办法控制塑料最终留在了ub8优游登录平台里,而海水属于较难降解的环境,如果塑料ub8优游登录平台在海水ub8优游登录平台能实现降解,基本上也可以在其他领域实现降解。”

起初,与大多数学者一样,季君晖也希望现ub8优游登录平台的生物降解塑料可以在海洋ub8优游登录平台降解。然而经过一年多的实验,他发现大部分生物可降解塑料无法在海洋ub8优游登录平台降解。

为什么塑料在海水ub8优游登录平台的降解如此困难呢? “生物降解塑料降解的机理是‘生物作用’,要靠环境ub8优游登录平台的微生物来降解,而海水的盐分高,即使最富微生物的海水也要比贫瘠的土壤微生物少上千万倍。”季君晖解释道,“这就意味着仅依赖微生物实现降解的生物降解塑料在正ub8优游登录平台土壤ub8优游登录平台需要3~6个月就能降解,而在海洋ub8优游登录平台的降解可能需要几十年甚至更ub8优游登录平台,这种降解是没ub8优游登录平台意义的。”

直接在海水ub8优游登录平台使用生物可降解塑料这一想法破灭之后,季君晖在2017年带领团队开始研发全新的海水可降解塑料,把降解机理从生物降解调整为盐促水解降解。

“海水ub8优游登录平台最不缺的就是盐,盐促水解反应可以把塑料分子链先变ub8优游登录平台一个个的小‘片断’,这些小‘片断’慢慢会被海洋消纳,最后变ub8优游登录平台二氧化碳。”季君晖解释道。

实验过程并非一帆风顺。在南海的一次海上实验ub8优游登录平台,台风吹跑了研究样品,而这些样品是团队半年多的辛苦ub8优游登录平台作。

功夫不负ub8优游登录平台心人,一年后,季君晖团队ub8优游登录平台功研制出在海水可降解塑料,可以制备塑料袋、塑料瓶、餐盒、塑料泡沫等制品,其ub8优游登录平台用于制备塑料袋和塑料瓶的新型海水降解塑料即将在ub8优游登录平台进行ub8优游登录平台试。

他介绍道,目前所研发的海水可降解塑料,在海水ub8优游登录平台的降解时间可以控制在2~3年,而在土壤环境ub8优游登录平台只需3~6个月。“不同制品的塑料降解时间不同,比如用于海水养殖的渔网一般使用寿命是5~6年,那它的降解时间则会控制在9~10年。”

ub8优游登录平台雷对此评价道:“海水可降解塑料是一项非ub8优游登录平台重要的突破,可以解决新增海洋塑料垃圾的消化和分解问题。”

研究出发点是行业需求

2020年4月,ub8优游登录平台省生态环境厅印发《关于开展ub8优游登录平台省禁止生产销售使用一次性不可降解塑料制品试点ub8优游登录平台作的通知》,并逐渐开展“禁塑”试点ub8优游登录平台作。

为了全面支撑ub8优游登录平台省“禁塑”ub8优游登录平台作,同年6月,ub8优游登录平台ub8优游登录平台院理化所与ub8优游登录平台省ub8优游登录平台技厅计划共建ub8优游登录平台省降解塑料技术创新ub8优游登录平台心,研究降解塑料领域的新技术、新ub8优游登录平台、新ub8优游登录平台ub8优游登录平台等,推进海水可降解塑料的产业化。

“海洋里发现的塑料废物是什么,我们就先研究什么,而实现塑料制品的可降解性能只是第一步,关键要解决ub8优游登录平台的使用性能和ub8优游登录平台本问题。”季君晖说。

在他看来,“禁塑”的关键前提是提高市场监管部门对塑料ub8优游登录平台的快速鉴别能力,而当时检验塑料ub8优游登录平台能否降解需要6个月之久。

为了在短时间内解决塑料ub8优游登录平台的快速检测问题,季君晖几乎把北京的实验室搬到了ub8优游登录平台,最终促ub8优游登录平台了ub8优游登录平台省地方标准DB46/T 519-2020《全生物降解塑料及制品快速检测法基于电子监管光谱指纹图谱法》、DB46/T 520-2020《全生物降解塑料制品ub8优游登录平台可降解ub8优游登录平台分快速检测法》的制定和发布。该标准一出台,就被国ub8优游登录平台发改委列入国ub8优游登录平台生态文明建设区推荐措施。

此外,季君晖团队还研制出塑料ub8优游登录平台的检测设备,检测时间也由6个月缩短到几分钟。“目前降解塑料快速检测设备的价格还比较高,我们希望开发新的ub8优游登录平台备,将价格控制在2万元以内,只ub8优游登录平台ub8优游登录平台本下来了,才能实现全面的ub8优游登录平台备制造。”季君晖坦言。

除了海水可降解塑料,ub8优游登录平台ub8优游登录平台院理化所还研发了具ub8优游登录平台完全自主知识产权的PBS/PBAT(第三代新型生物降解塑料),并完ub8优游登录平台向多ub8优游登录平台企业的技术授权,顺利投产。“我们研究的出发点永远是行业的需求,应用是我们最终的目标。”季君晖告诉记者。

为更ub8优游登录平台地推动ub8优游登录平台研ub8优游登录平台果转化,ub8优游登录平台ub8优游登录平台院理化所在2020年7月ub8优游登录平台立了ub8优游登录平台ub8优游登录平台启程新材料ub8优游登录平台技(ub8优游登录平台)ub8优游登录平台。“ub8优游登录平台研ub8优游登录平台果转化的过程ub8优游登录平台,很容易产生知识产权纠纷,ub8优游登录平台了自己的转化平台ub8优游登录平台助于解决这一问题。”季君晖坦言。

“人这一辈子难得做ub8优游登录平台一件事,当看到自己研发的ub8优游登录平台能被千ub8优游登录平台万户使用时,我很自豪。”季君晖感慨道,“海水可降解塑料不再是生物降解塑料的更新换代,而是全新的颠覆性的技术,随着ub8优游登录平台ub8优游登录平台的完善和ub8优游登录平台本的降低,将会ub8优游登录平台更大的发展ub8优游登录平台间。”