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轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源，——作者：黃先生斜杠青年

由于塑料污染覆蓋了全球，科學(xué)能提供解決方案嗎？

塑料在沙灘上看起來很自然。扁豆大小的白色斑點(diǎn)，有時(shí)有點(diǎn)半透明：它們可能是乳白色的鵝卵石或月光下的米飯粒，它們與潮汐留在岸上的海藻和貝殼平穩(wěn)地混合在一起。不難理解為什么鳥類把它們誤認(rèn)為是魚蛋，然后把它們吞下去。

自20世紀(jì)50年代以來，已經(jīng)生產(chǎn)了80多億噸塑料，其中大部分已被扔掉。到2050年，按照目前的趨勢(shì)，塑料制造業(yè)將占全球石油使用量的20%和碳排放量的15%。但可以說，最具破壞性的環(huán)境影響是由被沖入水道并最終出海的塑料廢物量造成的。每年有800多萬噸進(jìn)入海洋，這個(gè)數(shù)字也在成倍增長(zhǎng)。據(jù)估計(jì)，到本世紀(jì)中葉，世界海洋中的塑料含量將超過所有魚類。

我是斜杠青年，一個(gè)PE背景的“雜食性”學(xué)者！

在偏遠(yuǎn)的海灘上沖刷的數(shù)百萬瓶和其他塑料物品只是塑料山最明顯的尖端。袋子、吸管和包裹勒死魚、烏龜和鳥類。更令人擔(dān)憂的是暴露在元素中的塑料會(huì)發(fā)生什么。塑料是不可生物降解的，但它是可光降解的：陽光將其分解成逐漸變小的碎片。這些碎片將海洋變成了塑料湯，它的零食慢慢沉入底部或被魚吃掉。被誤認(rèn)為浮游生物，它們被從磷蝦到鯨魚的一切吞噬。這不僅對(duì)這些動(dòng)物，而且對(duì)包括人類在內(nèi)的整個(gè)食物網(wǎng)都構(gòu)成健康危害。

塑料本身可能含有毒素——通常是鄰苯二甲酸鹽和雙酚A等添加劑，這些添加劑用于改變塑料的特性，但可能是“內(nèi)分泌干擾物”，對(duì)動(dòng)物有不良的荷爾蒙影響。漂浮的塑料顆粒也可以表現(xiàn)得像海綿一樣，吸收海水中的污染物，并向任何不幸吃掉它們的東西提供濃縮劑量。

人類攝入微塑料已經(jīng)很普遍。對(duì)健康的影響仍然未知，但在2017年，《英國(guó)醫(yī)學(xué)雜志》的一篇社論有詳細(xì)說明。

從碳纖維化到人類世

海灘上的麻黃是聚丙烯的微小塊，聚丙烯是僅次于聚乙烯的第二種最常見的塑料。

像大多數(shù)塑料一樣，它們是由石油副產(chǎn)品制成的，這意味著他們的故事可能始于數(shù)億年前，當(dāng)時(shí)藻類或浮游動(dòng)物死亡并沉淀在古代海洋的海底。隨著上面沉積物的收集，熱量和壓力會(huì)增加，泥漿混合物形成了一種叫做煤層的固體物質(zhì)，由有機(jī)和礦物材料組成。數(shù)百萬年過去了，煤油更深地沉入地殼，在那里，更多的熱量和壓力慢慢地將其轉(zhuǎn)化為我們稱為石油的碳?xì)浠衔锬酀{。隨著年齡的流逝，它一直在那里，直到人類出現(xiàn)在地球的表面，并開發(fā)了利用其化學(xué)特性的工具。

在19世紀(jì)，工業(yè)革命的后果，對(duì)新材料的需求——最初是象牙等稀有或昂貴材料的替代品——以及使其成為大眾商品的科學(xué)和制造訣竅。第一種廣泛可用的塑料，賽璐珞，是植物衍生的，由硝化纖維素和樟腦樹脂制成。賽璐珞于1869年由美國(guó)發(fā)明家約翰·韋斯利·凱悅公司獲得專利，旨在贏得一家臺(tái)球制造商提供的獎(jiǎng)項(xiàng)，該制造商尋求象牙臺(tái)球的合成替代品。賽璐珞做到了這一點(diǎn)，盡管它并非沒有缺點(diǎn)：正如凱悅在1914年回憶的那樣，“偶爾，球的猛烈接觸會(huì)像打擊槍帽一樣產(chǎn)生輕微的爆炸”。（硝化纖維素具有高度爆炸性。）

盡管如此，塑料時(shí)代已經(jīng)開始了。隨著石油開采在本上世紀(jì)下半葉的增長(zhǎng)（1899年，美國(guó)石油產(chǎn)量為2000桶，到1899年為5700萬桶），以提供燃油和煤油，化學(xué)家們轉(zhuǎn)向石油作為原始分子的來源，這些原始分子結(jié)合在一起，碳和氫長(zhǎng)鏈?zhǔn)顾芰暇哂醒诱剐院晚g性的特征組合。

到20世紀(jì)40年代，塑料正在成為日常生活的一部分。他們?cè)谑闺娪俺蔀榭赡艿馁愯寸竽z片中，在無處不在的裝飾藝術(shù)膠木珠寶中，在任何角落商店的廉價(jià)牙刷中。根據(jù)1941年《哈珀雜志》的一篇文章，它們是由“空氣、煤炭和水等簡(jiǎn)單成分”制成的“神奇材料”。

正是第二次世界大戰(zhàn)真正幫助塑料進(jìn)入了自己的狀態(tài)。由于金屬和其他材料被征用用于軍事用途，制造商正在尋找替代品。例如，尼龍?jiān)诮z襪中很受歡迎，因?yàn)樗械慕z綢都被拿去制造降落傘了。軍方還采用塑料，因?yàn)樗鼈兙哂欣硐氲膹?qiáng)度、耐熱性、電氣絕緣性和靈活性。

到1955年，一次性和一次性塑料被廣泛使用。《生活》雜志的一篇題為《Throwaway Living》的文章顯示，一個(gè)家庭愉快地扔掉了食品容器、花瓶、窗簾、尿布和數(shù)十件其他物品，現(xiàn)代勝利戰(zhàn)勝了清潔和重復(fù)使用的苦差事。

20世紀(jì)50年代，全球塑料產(chǎn)量翻了兩番，從每年200萬噸增加到800萬噸。到1970年，它達(dá)到3500萬噸。2017年，它有4億噸。據(jù)估計(jì)，產(chǎn)量每十幾年就會(huì)翻一番。在過去的70年里生產(chǎn)的80億噸塑料中，一半以上是在過去二十年生產(chǎn)的。其中，30%仍在使用，約10%已被焚燒，近60%最終被填埋或作為垃圾填埋場(chǎng)。由于人類往往生活在水道附近，很大一部分塑料垃圾被沖進(jìn)河流和海洋中——大約80%的海洋塑料以這種方式到達(dá)。其余的都是從船上扔出來的。

隨著廢棄塑料現(xiàn)在在地球上形成增厚的皮膚，塑料的存在被認(rèn)為是人類世的關(guān)鍵標(biāo)志之一，人類世是人類活動(dòng)無疑改變了地球的當(dāng)今時(shí)代。事實(shí)上，考古學(xué)家已經(jīng)在使用不同種類的塑料聚合物地層來建立時(shí)代。

德國(guó)萊布尼茨波羅的海研究所的海洋學(xué)家Juliana Assun??o Ivar do Sul表示，塑料顆粒會(huì)在環(huán)境中停留多長(zhǎng)時(shí)間還不得而知。她是國(guó)際地層學(xué)委員會(huì)人類世工作組的塑料專家，該工作組確定了地球深層歷史中時(shí)期的官方名稱和邊界。

一旦塑料沉積在沉積物中，我們知道它會(huì)非常緩慢地降解。

可以做什么？

正如沒有單一的“治愈癌癥”的方法一樣，也不太可能有治愈塑料污染的方法。塑料由數(shù)百種用于數(shù)千種用途的材料組成，從建筑和醫(yī)藥到超一次性包裝，它們沿著數(shù)百萬條路徑落入環(huán)境。

如果塑料廢物最終進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)，甚至進(jìn)入非正式垃圾場(chǎng)，可能不會(huì)對(duì)環(huán)境造成重大損害。因此，圍繞垃圾和廢物管理的有效規(guī)則和條例可以發(fā)揮作用?；厥找部梢杂兴鶐椭?，但到目前為止，僅捕獲了塑料總產(chǎn)量的7%左右。此外，許多富裕國(guó)家?guī)资陙碛脕硎蛊浠厥罩贫冉?jīng)濟(jì)的機(jī)制——向中國(guó)出口塑料，中國(guó)歷來處理世界上近一半的塑料——在2018年初突然結(jié)束，當(dāng)時(shí)中國(guó)拒絕接受更多的塑料廢物。

正如中國(guó)所意識(shí)到的，回收的根本問題是經(jīng)濟(jì)問題：大約80%的塑料具有“低殘值”。

那么我們?cè)撛趺崔k呢？三大策略似乎最有希望。首先，找到一種清潔塑料的方法。其次，找到對(duì)環(huán)境危害較小的現(xiàn)有塑料的替代品。第三，通過改變我們使用和處置方式來減少生產(chǎn)和扔掉的塑料數(shù)量。

清理海洋

清理海洋需要什么？我們可以解決這個(gè)問題嗎？

一個(gè)起點(diǎn)可能是大太平洋垃圾場(chǎng)，這是一個(gè)介于北美和亞洲之間的公海地區(qū)，那里的環(huán)流將大約8萬噸塑料碎片吸引到蒙古大小的漩渦中。陀螺儀中塑料的濃度在20世紀(jì)80年代末首次被發(fā)現(xiàn)，此后一直在增長(zhǎng)。2018年初的一項(xiàng)調(diào)查顯示，該貼片可容納約1.8萬億塊塑料。這些碎片大多是微塑料——小于5毫米的碎片——盡管它們只占質(zhì)量的8%。

2013年，一名名叫Boyan Slat的荷蘭青少年想出了一種收集海洋垃圾的工業(yè)規(guī)模方法。Slat的想法是使用數(shù)百米長(zhǎng)的巨大管子彎曲成浮動(dòng)的U形。在風(fēng)浪的驅(qū)動(dòng)下，這些管子與塑料漩渦一起移動(dòng)，速度僅略快——這意味著它們?cè)谝苿?dòng)時(shí)會(huì)將漂浮的碎片輸送到中央收集點(diǎn)。一艘船將定期出國(guó)收集積累的塑料，并將其運(yùn)回岸上進(jìn)行回收。

Slat在鹿特丹的非營(yíng)利初創(chuàng)公司——稱為海洋清理基金會(huì)——吸引了數(shù)千萬美元的捐款，包括來自硅谷重量級(jí)選手Marc Benioff和Peter Thiel的捐款。第一個(gè)垃圾收集系統(tǒng)將于2018年9月推出。如果一切順利，2019年將增加更多內(nèi)容（目前未見公開報(bào)道）。

雖然槽不會(huì)捕捉到微塑料——一個(gè)納爾會(huì)從它們的手中滑落——但它們會(huì)抓住經(jīng)常分解并產(chǎn)生它們的較大碎片。海洋清理估計(jì)，他們將能夠每五年提取一次大太平洋垃圾地的一半塑料。

Slat也關(guān)注了四個(gè)較小的垃圾漩渦，即印度洋、大西洋和南太平洋的環(huán)流。從北太平洋環(huán)流回收和轉(zhuǎn)售提取的塑料的收入將有助于為擴(kuò)張?zhí)峁┵Y金。

不是每個(gè)人都有同樣的樂觀情緒。這個(gè)備受矚目的項(xiàng)目吸引了人們的批評(píng)，從擔(dān)心槽也會(huì)捕獲魚類，到海洋學(xué)上的論點(diǎn)，即捕獲海洋微塑料的最佳地點(diǎn)實(shí)際上位于中國(guó)海岸附近和印度尼西亞群島。

這些技術(shù)批評(píng)有助于改進(jìn)該項(xiàng)目，但更多的削減批評(píng)觸動(dòng)了核心。

此外，塑料生產(chǎn)率的指數(shù)增長(zhǎng)意味著任何清理方法都需要同樣迅速地?cái)U(kuò)大規(guī)模。你今天可以清理環(huán)流，11年后，我們將把更多的塑料扔進(jìn)海洋，至少到目前為止（如果不解決核心問題的話）。

舊塑料的新技巧

回收塑料的新技術(shù)可以幫助提高塑料廢物的價(jià)值，并提高回收的經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)力?；厥粘蔀榫薮笙Ｍ脑蛑皇怯邢薜母邇r(jià)值選擇。重新熔化塑料可能會(huì)降低質(zhì)量，因此原始的透明水瓶可能會(huì)變成不透明的容器，甚至切碎并壓縮成建筑材料。在許多情況下，使用新塑料同樣便宜。

Sankar Bhattacharya是墨爾本莫納什大學(xué)的化學(xué)工程師，計(jì)劃將廢塑料轉(zhuǎn)化為高價(jià)值產(chǎn)品：柴油。他建造了一個(gè)小型測(cè)試工廠，以證明一種稱為熱解的高溫工藝可以將聚乙烯和聚丙烯中的聚合物分離并重新組合其成分分子。“科學(xué)非常簡(jiǎn)單。”

他為一家工廠整理了一個(gè)商業(yè)案例，該工廠每年可以加工30000噸塑料，并生產(chǎn)15000噸燃料。根據(jù)燃料價(jià)格，他計(jì)算出它將在3-5年內(nèi)盈虧持平，他目前正在尋找投資者。

另一個(gè)新穎的想法可以在墨爾本北部的雷菲爾德大道郊區(qū)街道和悉尼南部的一小段高速公路上找到。在這兩條道路上都重新鋪設(shè)了一種更耐用的瀝青形式，稱為“塑料瀝青”。

plastiphalt由回收公司Close The Loop和基礎(chǔ)設(shè)施公司Downer設(shè)計(jì)，使用廢物制造比傳統(tǒng)瀝青長(zhǎng)65%的瀝青。

Close The Loop總經(jīng)理Nerida Mortlock表示，一公里的雙車道道路使用相當(dāng)于12500個(gè)乏打印機(jī)墨盒中的530000個(gè)塑料袋、168000個(gè)玻璃瓶和碳粉。墨爾本和悉尼的第一批示范道路已經(jīng)鋪平，布里斯班和阿德萊德的試驗(yàn)將很快完成。Mortlock表示：“他們希望在任何地方都使其成為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。”

也許現(xiàn)在繪圖板上最復(fù)雜的方法利用了大自然自己對(duì)塑料的反應(yīng)。2016年，科學(xué)家在日本一家回收廠發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)菌，這種細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化出吞噬普通塑料PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二甲酸酯）的能力。

美國(guó)國(guó)家生物能源中心的格雷格·貝克漢姆正試圖使這些細(xì)菌更有效地將PET分解成其成分單體、對(duì)苯二甲酸和單乙二醇。然后，這些分子可用于制造可用于風(fēng)力渦輪機(jī)或花式自行車的復(fù)合材料?；旧希麄冋趪L試設(shè)計(jì)一個(gè)超級(jí)錯(cuò)誤。

圣杯是完全可生物降解的塑料：它會(huì)像植物或動(dòng)物一樣在環(huán)境中自然分解。這不應(yīng)與大多數(shù)現(xiàn)有的塑料混淆，這些塑料只是分解成微生物塑料，這讓生態(tài)學(xué)家和人類健康專家感到擔(dān)憂。

目前取代占海洋廢物很大一部分的包裝塑料的領(lǐng)先者是聚乳酸（PLA）。它是一種聚合物，通常由玉米淀粉制成，在許多方面與PET相似。作為一種所謂的生物塑料，PLA可以回收到新的質(zhì)量，甚至可以堆肥。

任何塑料替代品都將面臨與成熟行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的巨大障礙，該行業(yè)可以如此便宜地生產(chǎn)現(xiàn)有塑料，以至于單個(gè)袋子或瓶子的成本實(shí)際上是零。

行為修改

如果把廢塑料拉出環(huán)境是一件傻瓜的差事，回收的經(jīng)濟(jì)性很差，完全可生物降解的塑料仍然在繪圖板上，我們還剩下什么科學(xué)的解決方案？

人類行為的科學(xué)。

在墨爾本莫納什大學(xué)的BehaviourWorks，Kim Borg測(cè)試了不同的行為修飾策略。目標(biāo)是改變行為準(zhǔn)則。

例如，企業(yè)的簡(jiǎn)單行動(dòng)，例如讓客戶要吸管或塑料袋，而不是自動(dòng)供應(yīng)吸管或塑料袋，可能會(huì)對(duì)行為產(chǎn)生重大影響。“似乎確實(shí)發(fā)生了社會(huì)轉(zhuǎn)變。當(dāng)人們有機(jī)會(huì)減少他們使用的塑料數(shù)量時(shí)，越來越多的人正在加入。”

但個(gè)人消費(fèi)者的選擇甚至是問題所在嗎？改變個(gè)人習(xí)慣似乎也是管道解決方案的結(jié)束：當(dāng)你或我決定是使用一次性吸管還是把袋子從家里帶到超市時(shí)，大部分工作已經(jīng)完成了。

從生產(chǎn)商到消費(fèi)者再到廢物管理者，改變行為的一個(gè)好方法是對(duì)塑料生產(chǎn)商征稅。一百年來，環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家一直在考慮這種事情。政策就在那里——我們只需要在我們要做的事情上發(fā)揮政治領(lǐng)導(dǎo)作用。

海灘的啟示

在“良好的企業(yè)公民意識(shí)”中，需要逐步將其建立起來，以提高人們對(duì)塑料問題的認(rèn)識(shí)。

澳大利亞有兩家連鎖超市禁止其商店使用一次性塑料袋。澳大利亞首都地區(qū)開始了塑料集裝箱存款和退款計(jì)劃，昆士蘭州將很快效仿。在美國(guó)，城市和公司宣布禁止一次性吸管和其他塑料器皿。

難道曾經(jīng)的邊緣抗塑料運(yùn)動(dòng)已經(jīng)成為一個(gè)不可阻擋的巨人嗎？

一個(gè)真正的解決方案需要國(guó)際化。2017年底，近200個(gè)國(guó)家簽署了一項(xiàng)消除海洋塑料污染的聯(lián)合國(guó)決議，并正在談?wù)撘豁?xiàng)正式條約。解決環(huán)境問題的全球合作可以奏效：1987年《蒙特利爾議定書》逐步淘汰氟氯化碳以保護(hù)臭氧層，就是一個(gè)光輝的例子。

另一方面，2015年關(guān)于碳排放的《巴黎協(xié)定》為希望提供了更少的理由。

環(huán)保主義者的格言在這里適用：全球思考，在當(dāng)?shù)匦袆?dòng)。Chris Wilcox和他的同事研究了澳大利亞海岸各地的地方議會(huì)，發(fā)現(xiàn)起訴非法傾倒等常識(shí)性想法對(duì)沿海廢物的數(shù)量有很大影響，反垃圾外聯(lián)活動(dòng)和簡(jiǎn)化回收也是如此。

歸根結(jié)底，這是一個(gè)價(jià)值觀問題。“我們不重視這種材料，這就是導(dǎo)致我們將其輸給環(huán)境的原因。

塑料無疑已成為一種引人注目的材料。自從了解到海洋環(huán)境現(xiàn)狀以來，我看待世界的方式發(fā)生了巨大變化。甚至在生活上，我覺得我一輩子都在“半睡半醒”。

也許更重要的是，Chris Wilcox與志同道合的當(dāng)?shù)鼐用窈推髽I(yè)建立了聯(lián)系，加入了一個(gè)名為澳大利亞海洋廢棄物數(shù)據(jù)庫的公民科學(xué)項(xiàng)目，該項(xiàng)目記錄了澳大利亞各地收集的數(shù)百萬個(gè)海灘垃圾，甚至與遠(yuǎn)至蘇格蘭的環(huán)保主義者分享了知識(shí)，他們?cè)谧约旱暮０睹媾R同樣的問題。

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