千人智库官方二维码

首页  >   千人智库 > 首页焦点
减轻微塑料污染,“可以吃”的塑料亟待被“接纳”
时间:2019-01-07 10:56:17来源:千人杂志
提交需求
提要:与看得见的“白色污染”相比,微塑料最明显的表现是“看不见”却广泛存在于食品中,跟随食物进入人体,与体内器官“亲密”接触,因此其带来的污染更为直接和严重。
减轻微塑料污染,“可以吃”的塑料亟待被“接纳”

文/本刊记者 何中花

今年2月初,人们在挪威海滩发现了一头死去的鲸鱼,它的胃里没有任何食物,令人震惊的是塞满了30多个塑料袋。塑料袋填满空腹,造成窒息,引发死亡——这是我们肉眼所能见到的景象,那么这会是造成这头鲸鱼死亡的唯一原因吗?其实不然,在这背后还有一位极难对付的“帮凶”,它在人们肉眼所见范围之外“肆意横行”,它就是由“不可降解”塑料产生的“微塑料”。

微塑料污染已然成为全球性环境问题

何为微塑料?它是指粒径很小的塑料颗粒以及纺织纤维,通常认为粒径小于5毫米的塑料颗粒为微塑料。“微塑料”这一概念是在2004年发表的一篇Science的文章《Lost at Sea: where is all the plastic?》中由英国的科研人员首次提出。“关于微塑料,目前学术界对它还没有一个普遍的共识。”清华大学生命科学学院教授陈国强在接受专访时说到。

“根据美国好几年前的报道,微塑料最开始是在化妆品当中被发现的,在化妆品中加入微塑料成分,生产商认为塑料粒摩擦皮肤能够使皮肤变得更加光滑。随着在海洋、泥土、食盐、饮用水及包装薄膜等产品上不断发现它的存在,微塑料带来的环境污染越来越严重,这才逐步引起了国内外的关注,紧接着更多关于微塑料的研究也逐步展开。”相比其他污染物,陈国强认为微塑料最大的特点是不易降解,一旦进入生物体内,其形式不会发生改变,始终无法被生物体系消化。

与看得见的“白色污染”相比,微塑料最明显的表现是“看不见”却广泛存在于食品中,跟随食物进入人体,与体内器官“亲密”接触,因此其带来的污染更为直接和严重。“微塑料污染是一个全球性、普遍性的环境问题。据报道,目前亚洲属于微塑料污染重灾区,其中中国是污染最为严重的国家,目前全世界1/4的塑料是中国所消耗的。食盐、饮用水中存在大量的微塑料,而人类在生活中不可能不吃盐、不喝水,因此污染程度可想而知。”陈国强坦言。

确实,微塑料的污染已遍布全球各个角落。2015年,联合国海洋环境保护科学问题联合专家组把海洋微塑料对海洋生物的危害程度等同于大型海洋塑料垃圾。2018年1月,中国第34次南极考察的科考队员在南极鲍威尔海盆中,发现小于0.3毫米的微塑料。在2018年欧洲消化医学会肠胃病学学术会议上,奥地利维也纳医科大学的菲利普·施瓦布尔等人报告,在人类的粪便样品中首次发现微塑料……

如此严重的微塑料污染,会带来哪些危害呢?许多机构和科学家们对此进行了大量的研究,得出的结论不尽相同——联合国粮食及农业组织2017年的调查认为,对于啮齿动物和狗,直径超过150微米的微塑料不会被吸收,会通过粪便排出,换言之人体摄入的微塑料和纳米级塑料颗粒90%以上不会被人体吸收,因此,微塑料可能不会对人类造成危害。但也有研究认为,人类摄入的微塑料,尽管大部分随粪便排出,但仍会有少量的存留在体内,长期的蓄积就可能造成危害,这是因为塑料本身和塑料吸附的成分都可能对人体造成伤害,如微塑料表面可以吸附许多细菌和真菌,这些病原体可以通过微塑料这个载体将病原微生物带入人体,影响人们的健康。

“目前还没有研究明确地指出微塑料对人体会有什么样的危害,因此尽管存在严重的微塑料污染,但大多数人并没有太多重视。非天然不可降解的物质进入人类天然的身体系统,肯定会有负面影响,只不过目前尚缺一个被大量科学实验证实的结论。”陈国强认为,微塑料对人体的危害是一个随时间而不断累积的过程。就像抽烟一样,吸进去的烟雾颗粒并不会马上对健康产生影响、攻击各个器官,而是随着抽烟时间的增加,肺部逐渐变黑,这个时候疾病症状表现就比较明显了。

理想的塑料替代品:“可以吃”的塑料

塑料大约在19世纪初期开始被使用,全世界每年大约消耗1-2亿吨塑料,消耗过的塑料有的以塑料垃圾的形式存在于环境中,有的则以微塑料颗粒的形式存在。“不管是塑料袋还是微塑料颗粒,均是不可降解、有害的,海洋生物往往由于误食而付出生命的代价。”从20世纪70年代开始,就有科学家发现海洋中有微小的塑料颗粒,但是关于它们的分布以及影响是直到2004年才开始被研究。陈国强表示,虽然从过去到现在,关于微塑料的研究论文陆陆续续发表了一些,但仍没有得出一个统一的结论来说明微塑料的产生、发展过程及危害,“可以说得上是没有什么重大的研究进展。”

然而,尽管对微塑料的危害研究存在巨大空白,我们并不能忽视摆在面前严重的微塑料污染事实。之所以污染如此严重,陈国强指出了主要原因:人们在日常生活中大量使用化妆品、塑料袋、饮料瓶等塑料制品,并且未对使用后的塑料进行科学处理。“这些塑料制品并不是一种纯物质,它们的主要成分是合成树脂(多以石油和天然气的产品为主,如乙烯、丙烯、苯乙烯、醛类化合物及酰胺等)。此外,为了改进塑料袋的功用,还要在聚合物中添加各种辅佐材料,如填料、增塑剂、光滑剂、稳定剂、着色剂等,自然界的微生物擅于降解自然有机物,而对于人工合成物尤其是高分子聚合物的降解无能为力。塑料制品在使用过程中或被丢弃后,其中难以降解的成分会逐渐分裂出来,形成大量的微塑料,这并不是一个化学降解过程,而是一种光照破坏加机械作用的过程。”

微塑料来源于塑料,减少塑料的使用可以减轻微塑料污染。那么我们能否制定规则要求禁止使用塑料呢?“2017年8月17日,我国五部委(环境保护部、商务部、发展改革委、海关总署、质检总局)对现行的《禁止进口固体废物目录》、《限制进口类可用作原料的固体废物目录》和《非限制进口类可用作原料的固体废物目录》进行了调整和修订:废纺织原料、废塑料等4类24种固体废物,从《限制进口类可用作原料的固体废物目录》调整列入《禁止进口固体废物目录》,并于2017年12月31日起正式执行。于是西方国家就将目标转向泰国、越南等靠海但经济不发达的东南亚地区,向他们低价出售纸张、键盘、显示器等各种废塑料。”陈国强表示,减少塑料的使用的确可以减轻微塑料污染,但是就目前来说,塑料无法被完全消除和替代,因为其质量轻、性能好、价格又低,人们对它“爱不释手”。

同时,陈国强还认为,通过塑料回收亦不能从根本上减轻微塑料污染。原因在于:第一,塑料本身是不可降解的,即使回收,也不能改变其成分,经回收后再被利用的塑料仍不可降解。第二,不同种类的塑料分开回收会耗费大量的设备及人力资源,并且在这过程中也会产生微塑料颗粒。第三,洗涤废塑料重新利用又要消耗大量的淡水资源,同时产生大量废水。因此这种方法对微塑料污染程度的减轻十分有限。

“减轻微塑料污染最理想的方法是,研制出一种‘可以吃’的塑料,它即使产生微塑料颗粒也能被生物系统降解和消化,对生物及整个环境无害。”陈国强教授认为这种“可以吃”的塑料是最理想的塑料替代品。目前,已有一些国家研制出了“可以吃”的塑料。例如,印度一家名为Envi Green的初创企业制造出了由天然淀粉和植物油合成的塑料袋,这种袋子100%由有机物构成,可生物降解,有利环境,人们甚至可以把它吃掉。公司创始人赫奇介绍说,“尽管这种袋子的生产成本比塑料袋高35%,但它不破坏环境,被丢弃后180天内可自然降解,室温条件下放于水中不到1天就能溶解掉。如果想再快点,只要把它置于热水里,就能在约15秒内溶解掉”。来自英国伦敦跳岩实验室的团队也制作了一种可以吃的水瓶,它是一种由海藻制成的薄膜,能够包含水或者任何混液体,可以在口中融化,即使被丢弃后,也会在4周内自行降解。目前看来,结合了生物降解性、生物相容性、较强的机械性能而且对人畜无害的塑料是一种微生物合成的生物聚酯,叫聚羟基脂肪酸酯,简称PHA。大量的研究证明了其安全性,我国在PHA的研究和生产处于国际领先水平,目前其较为昂贵的制造工艺正在被不断的创新技术解决。

尽管“可以吃”塑料对环境和人类的优势如此明显,但其替代塑料之路走得十分艰难。首先,其制造成本很高,因此价格比普通塑料要贵,并且在功用上还有待改进;其次,政府没有明确规定禁止使用不可降解塑料而鼓励人们使用塑料替代品。“总的说来,替代困难的原因还是价格高昂。一旦微塑料污染的危害被明确,当人们都高度关注个人的生命健康和海洋生态系统的平衡时,即使再贵的塑料替代品也会被大家所接纳。”陈国强表示。可是,面临如此严重的微塑料污染,我们一定要等到危害迫在眉睫之时,才转过身拥抱安全无害的塑料替代品吗?

结语

  生物聚酯(PHA)是陈国强正在研究的方向之一,与塑料相比,它是生物可降解、生物可相容的。以生物聚酯为材料做成的人工骨、心脏支架等器件,是可以被人体吸收的,随着时间的推移,这类人工骨、心脏支架等会逐渐被降解掉,不需要再通过二次手术取出。同时,也可以用它做成农膜,减轻农田里的“白色污染”。“生物聚酯是一种‘安全的塑料’。目前团队关于生物聚酯的研究已经进入产业化前期阶段,已经完成了35吨的大规模制造。未来,在生物聚酯的制造规模更大、性能更加接近塑料时,那么它的应用前景就极其广阔了。”陈国强信心满满地说到。

 

陈国强,清华大学生命科学学院微生物学和生物材料科教授,合成与系统生物学中心主任

标签
微塑料 污染 可以吃 塑料 亟待接纳

版权声明:千人智库网系千人智库唯一官方网站,凡转载本网内容请注明来源与作者。

作者系何中花

评论详情

   暂无相关评论!
RSS订阅