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阻击微塑料污染:可以改变材料本质和回收方法

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发表于 2018-11-15 10:02:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

  来源:科技日报
  “双11”刚刚过去,电商销售创下新纪录,但因物流产生的塑料包装品大规模使用,是否也刺激到你的神经?
  现在,一个不争的事实是——在整个海洋、湖泊、土壤甚至空气中,都潜伏着微小的降解塑料。从浮游生物到蚯蚓,从鱼类到人类,都逃脱不了吞食微塑料的命运,整个生态系统都受到严重的健康威胁。
  英国伦敦动物学会和国家地理研究院的科尔·德威说:“肯定没有单一的解决方案。”《科学美国人》杂志日前撰文称,材料科学家和化学家认为,改变材料本质和回收方法,将从根本上解决因广泛使用塑料引起的后顾之忧。
  微塑料污染将成大问题
  随着塑料产量的指数级增长——从1950年的200吨到如今每年3亿吨,到2050年预计每年达到330亿吨,微塑料污染现象将日趋严重。
  为了控制微塑料带来的污染,全世界必须采取三个主要步骤:在短期内,社会减少不必要的一次性塑料物品使用,比如水瓶、塑料购物袋、吸管等;从中期来看,政府需要加强垃圾收集,防止塑料垃圾从垃圾箱到垃圾填埋场期间泄漏到环境中,并建设回收系统以提高回收率;从长期看,科学家需要设法将塑料分解成最基本的单元,可以再制造成新的塑料或其他材料。
  目前来看,限塑令是减少使用塑料制品卓有成效的方法,有限的证据证明,塑料碎片确实因此有所减少。但实施限塑令的政府仍然要同步考虑:这些举措的成本和效益是否合理,替代材料可能有何环境影响等等因素。
  此外,包装行业更广泛使用的塑料聚合物,特别是用于建筑、电子产品和织物的一次性包装中,都发现了微纤维,而这种微纤维被证明是最普遍存在的微塑料污染形式之一。
  回收的难题,源自过度设计
  在欧洲,塑料回收利用率为30%,而在美国只有9%。据德威介绍,英国的废物管理系统设计得很好,但利用率却令人担忧。在许多西方国家,被丢弃的塑料已经无处可填。
  一些专家认为,改善回收利用的一个关键方面是设计产品,使其更容易回收利用。塑料一般通过粉碎,将其熔化并模塑成新塑料,实现再次利用。但是为了提高产品的灵活性或耐久性,通常会加入其他化学品,或者简单地添加颜色,这都会使其难以被再利用,甚至降低了再生塑料的质量。
  英国普利茅斯大学海洋生物学家理查德·汤普森说:“即便是最方便回收的聚合物,也因为设计阶段考虑不充分或不恰当,让它们失去了回收价值。”
  作为潜在补救措施,汤普森引用了日本科学家的观点——塑料瓶中使用的所有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)都应是透明的,透明PET比添加颜色的更容易回收,继续循环再利用。
  要生物降解,更要化学拆解
  多年来,材料科学家一直努力制造生物降解塑料,但很多标记为可生物降解的塑料实际上只能在专用设施中高温加热才能分解。
  伯明翰大学化学家安德鲁·多夫及越来越多的材料科学家提出,通过对塑料进行物理回收,再进行化学拆解,以去除所有回收塑料的污染杂质。例如,将PET分解成最基本分子,分离出添加的化学物质,以提供重构原始聚合物的结构单元。通过这种方式,塑料将成为永久的原材料。
  一些科学家正在研究清理微塑料废物的方法,因为塑料颗粒很小且性质各异,而它们所嵌入的生态系统又是如此巨大。
  研究人员已经发现了可以分解某些类型塑料的酶和细菌,但是仍需要弄清楚如何利用这类酶和细菌,才能避免潜在的负面影响,比如产生温室气体等。
  塑料没有理由不参与无限循环
  多夫说:“塑料没有理由不参与无限循环,人们只是没有看到它的价值。”
  对于无法轻松分解成最基本分子的聚合物,多夫认为,应该至少将它们化学分解成可用于不同目的的分子,比如用于燃料或药物生产等。理想状况下,科学家会设计出不需要过多严苛成分且不太昂贵的化学反应。这将为目前几乎没有价值的塑料废弃物带来价值。
  然而,燃烧或直接扔进垃圾填埋场之类的操作,显然要便宜得多,这恰恰就是问题的核心。
  “从廉价塑料废弃物中创造出高价值产品,还有很长的路要走,但这就是我们想要实现的目标。”多夫如是说。
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