當前，塑料汙染已經成為地球上（shàng）直（zhí）逼氣候變化的另一（yī）重大威脅，因為它正在急劇而不（bú）可逆地汙染每一種自然係統，並危及越來越多的生（shēng）物。

    長期以來，人們一直聚焦於陸地上土壤環境中的塑料汙染，而對地球的另（lìng）一組成部分——海洋中的塑料汙染問題卻很少關注。事實上，海洋塑料垃圾（jī）汙染（rǎn）以及它們對於（yú）海洋（yáng）生態環境造成的危害已經遠遠（yuǎn）超出了我（wǒ）們的（de）想（xiǎng）象。

    海洋塑料垃圾汙染有多嚴重（chóng）?

    全球每年塑（sù）料廢棄（qì）物超過3000萬噸，其中（zhōng）有超過（guò）2000萬噸（dūn）的（de）塑料垃圾（jī）被直接丟棄或從陸地通過河道、風力最終進入海洋。

    目前（qián），幾乎所有類型的塑料都已經在海洋中找到，其中80%以上是尼龍(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(pvc)等非降解樹脂材料，它（tā）們在海水（shuǐ）中受光、風（fēng）化、渦流機械和生物群的不斷作用，最終形成直徑小於5毫米的（de）“微塑料”(plastic debris)。在之後長（zhǎng）達幾十年甚至幾百（bǎi）年的時（shí）間裏（lǐ），大量塑料微（wēi）粒（lì）不斷積累，從赤道至兩極，從淺海到深海（hǎi），遍布整個海洋。高密度且廣泛分布的塑（sù）料微（wēi）粒已使無數海鳥、魚和其他海洋生物受滅頂之災（zāi），並正在逐漸（jiàn）通過食物鏈將毒素帶到人類的餐桌。在歐洲，一名海鮮食客一年中通過海產品（pǐn）攝入的塑料微粒可（kě）能高達1.1萬粒。

    與陸地上的白色汙染治理（lǐ）不同，受海洋特殊水域環境限（xiàn）製，人們幾乎無法通過傳（chuán）統打撈方式對這些細小的塑（sù）料（liào）微粒進行廣泛收集和處理。因此，海洋塑（sù）料汙染的治（zhì）理日益緊（jǐn）迫但困難重重。

    開發和使用能在海洋環境中能自行降解的塑料製品，替代PP、PA、PS等難降解塑料製品（pǐn），是目前公認的解決這（zhè）一問（wèn）題最根本和唯一有效的途徑。

    海（hǎi）水（shuǐ）降解材料的研發（fā）難在哪兒?

    目前，國際上海水降解材料的相關研究才剛剛起步（bù），很多人盲目（mù）地寄希望於生物降解材料來解決海洋中塑（sù）料（liào）汙染（rǎn）問題。

    中國（guó）科學（xué）院理化技術研究所工程塑料國（guó）家工程研究中心長期從事降解塑料的開發、產（chǎn）業化（huà）和應用研究，針對（duì）當前日益嚴峻的海洋塑（sù）料汙染問題，在國內率先開展了海水降解材料研究。

    該工程中心主任季君暉（huī）研究員介紹說，當前國內外環保意識逐漸增強，各地（dì）“禁塑令（lìng）”逐步推廣。聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二（èr）醇酯（zhǐ）(PBS)及其共聚（jù）酯(PBAT)、聚己內酯(PCL)和聚羥基烷酸（suān）酯(PHAs)等商品化生物降解材料，在土壤和堆肥中（zhōng）有良好的生物降解性能，已經在眾多領域（yù）中替代了不可降（jiàng）解的通用塑料，一（yī）定程度上（shàng）緩解了陸地上的白色汙染。

然而，聚酯（zhǐ）材料堆（duī）肥降解的（de）本質是聚合物在微生物分泌（mì）酶作用下發生的（de）酶促水解反（fǎn）應。環境中微生物（wù）種類、數量、溫度等（děng）需要（yào）滿足一（yī）定的要求才能得到快速降（jiàng）解。

與陸（lù）地（dì）環境相比，海（hǎi）洋環境以富含水、高鹽、高壓、低溫、流動和稀營養為特征。海洋微生物數量除了近海區密（mì）度略大外，大洋海水（shuǐ）中微生物密（mì）度都較（jiào）小，平均一般為每毫升幾個至幾（jǐ）十個，與堆肥降解過程（chéng）中每升土壤中數數以億計的微生物數量相比（bǐ），幾乎可以忽略。不同的降解環境和降解條件使得（dé）脂肪族聚酯材料在海水中的降解性能與堆肥過程有（yǒu）明顯差異。

    顯然，現有的生（shēng）物降（jiàng）解材料及其研究成果並（bìng）不能（néng）直接（jiē）應用於海（hǎi）水降解材料的開發。以（yǐ）PLA(聚乳（rǔ）酸)為例，堆肥（féi）條件下，PLA樣條（tiáo）50天左右失重達到70%;但（dàn）是在25℃海水中放置（zhì）1年也沒有觀察到明顯（xiǎn）失重，GPC測試表明分子量無明顯變化。

    該工程中心負責海水降解材料開發的王格俠博士同時表示，通（tōng）過對（duì）典型生物降解（jiě）材料（liào）在不同（tóng）模擬水體環境中的降解實驗，我們已（yǐ）經對海水降解過程和堆肥降解過（guò）程兩種機理有了初步的認識;對於典型生（shēng）物（wù）降解聚酯材料在海水和淡（dàn）水中降解周期有了初步掌握。

    研究結果表（biǎo）明，目前的生物降解（jiě）聚酯材料在海水中降（jiàng）解性能與堆肥中有較大差異，海水中很難具備生物降解條件，因而（ér）大多數聚酯材料在海水中降解周期非常緩慢（màn），甚至難以降解。聚（jù）酯材料在（zài）堆肥過程微生物分（fèn）泌酶作（zuò）用下發生的酶促水解反應;而（ér）海水降解則更傾向於高鹽複雜水體環境中的非酶促水（shuǐ）解反應。海（hǎi）水降解過（guò）程受聚酯材料鏈段結構、結（jié）晶性能（néng），以及水體中（zhōng）鹽度、溫度的影響巨大。

    總體來說，人們已經清楚認識到了目前使用的難降（jiàng）解的塑料製品對於（yú）海洋生態環境帶來的巨大破壞，並正在積極開展海水降解材料的研究來改善這一狀況。

    但正如在陸地上（shàng）實行（háng）“禁塑（sù）令”使用完全生物降（jiàng）解塑（sù）料製品代替通用塑料的進展緩慢一樣，開發使用可海水降解的塑料製品來防治海洋塑料汙染才剛剛開始，單一聚酯類生物降（jiàng）解材料並不能直接應用於海（hǎi）水中有（yǒu）效解（jiě）決海洋塑（sù）料汙染問題。

海水降解材料研究需要在現有生物降解材料基礎上構建新的（de）材料體係，可以說是，任重（chóng）道遠。

資料來源：中華印刷包裝網

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