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欧美科学家对塑料减少用量、回收和反思

2018-11-14 15:46:07 山东乐启智能科技有限公司 阅读

去冬天和春天,在伦敦周围的几个地方,研究人员在街道上跟踪统计他们遇到的废弃塑料水瓶的数,就好像在珊瑚礁上统计物种的数。
监督这项研究的海洋生物学家希瑟·科尔杜威说,他们的目的是看看一项新举措是否会削弱人们用自来水再灌满空瓶子的生意,从而减少人行道上的垃圾。过去15来,英国瓶装水的使用翻了一番。得注意的是,泰晤士河沿岸有大的塑料瓶,随着它们逐渐分解成越来越小的碎片,塑料瓶变成微塑料被带到海中,微塑料可以侵入食物链的每个层面,污染河流和海洋。
科学家们已经发现了这些微小的降解塑料碎片,以及从合成纤维上脱落的纤维和化妆品上脱落的微粒,它们潜伏在海洋、湖泊、土壤甚至空气中。从浮游生物到蚯蚓到人类的生物都在吃它们,对动物和生态系统构成了潜在的严重健康威胁。随着塑料产呈指数长,这个问题预计只会急剧膨胀,从1950每仅200万公加到今天的3亿多公,到2050预计每330亿公。
为了解决微观塑料问题,世界各国必须采取三个主要步骤,研究这些问题的人说。在短期内,社会需要大幅削减不必要的一次性塑料制品,如水瓶、塑料购物袋、吸管和器具。从中期来看,政府需要加强垃圾收集和回收系统,以防止垃圾渗漏到垃圾桶和垃圾填埋场之间的环境中,并提高回收率。从长远来看,科学家们需要想出办法把塑料分解成最基本的单,这些单可以重建成新的塑料或其他材料。“绝对没有单一的解决办法,”伦敦动物学会和国家地理研究员科尔德威说。
减少和回收
解决微塑料污染的一个吸引人的、低难度的目标是被称为一次性使用塑料的饮料瓶、器具和袋。因为它们是用于方便性目的,而不是必要,它们更容易不用,且用于制造它们的聚合物是最常见的生产环境。禁令正在成为一种越来越普遍的使用方法,而证据表明他们确实减少了垃圾。但Koldewey和其他人指出,实施禁令需要考虑政府:这些措施是否有效;什么替代材料对环境的影响可能是什么障碍;如,在瓶装水的情况下,缺乏的地方填补了一个可重复使用的瓶子,阻碍了禁令的有效性。
Koldewey的竞选团队减少瓶装水在伦敦的使用,称为# oneless,研究在可能的地点放置加气站亭,如公共交通枢纽,将获得最大的使用效率。注册企业的目的是让人们重新装瓶,目的是为了克服这种不情愿。Koldewey说,解决这些潜在的障碍对改变人们的习惯至关重要。
减少一次性使用的塑料对环境有好处,因为包装行业是塑料聚合物的最大用户。但塑料,包括一些相同的聚合物在单次使用的包装中,也用于建筑、电子和织物。后者是超细纤维的来源,它们被证明是微污染最普遍的形式之一。科学家们担心,专注于单用塑料将掩盖更多的系统性问题。“这是一个非常有用的第一步,”挪威科技大学的生态毒理学专家马丁·瓦格纳说。“我害怕的是,这就是事实。”
他的担心是有根据的。在欧洲,只有30%的塑料被回收,而在美国则只有9%。“我们的废物管理系统是好的,我们使用它们是相当糟糕的,”Koldewey说。自从1992以来,中国进口了45%的塑料废料用于回收,如今中国关闭了大门,使得许多西方国家除了垃圾填埋场之外别无他途,只能用垃圾填埋场运送废弃的塑料,因此,扩大美国等地回收能力的必要性越来越强烈。
一些专家说,改善循环利用的一个关键方面是设计产品,使产品更容易回收利用。塑料通常是通过粉碎,回收,熔化,成型成新的塑料。但是添加其他化学物质以提高产品的柔韧性或耐久性,或者简单地添加颜色,使得很难回收并降低回收塑料的质。普利茅斯大学的海洋生物学家理查德·汤普森(Richard Thompson)说:“我们正在采取一些最具可回收性的聚合物,由于在设计阶段考虑的不充分或不适当,使得它们变得不可回收。”作为潜在的补救方法的一个例子,他引用了日本,日本所有用于塑料瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)都是透明的。透明的PET比添加着色时更容易回收。“有可能做到这一点,”他说。
减少塑料的使用和改进回收和废物系统将会大大削弱进入环境的塑料,但并不是所有的塑料都容易回收,有些塑料仍然可能进入河流、土壤和海洋。从长远来看,一些科学家认为改变材料的性质和回收利用的方法可能是塑料问题的最终解决方案。“我们需要在我们的方法上进行更根本的改变,”瓦格纳说。
多来,材料科学家一直在努力制造能生物降解的塑料。今天,贴有生物降解标签的塑料实际上只能在专门的设备中加热到高温才能分解。
制造真正可生物降解的塑料存在根本的张力,因为将完全降解为湖泊或土壤中的碳、氧和其他素的聚合物在包装方面不会特别有用,例如用于将食物放在架子上几个月的塑料。伯明翰大学的化学家安德鲁·多夫说:“有一个中心问题是关于我们想要什么和现实是什么。”汤普森认为,生物降解塑料可能需要仅限于短时间内被丢弃的产品,如体育馆的汉堡包或快餐店的餐具。
科学家们设想的各种材料和越来越多的材料重塑我们与所有塑料的关系,是从物理上回收塑料,通过将它们研磨到化学分解,清除所有污染再生塑料的杂质。例如,这种方法将采用PET瓶,并将其分解成其最基本的分子,分离出添加的化学物质,从而为重建原始聚合物提供积木。这样,塑料将成为它自己的永久原材料,类似玻璃和纸的方式(尽管后者是物理上的,而不仅仅是化学分解)。“有一些塑料,没有理由你不能无限循环,”Dove说。“人们只是没有看到它。这不是什么重要的事情。”
对于不能分解成最基本分子的聚合物,Dove认为应该有可能至少将其化学分解成其他小分子,这些小分子可以用于不同用途,例如燃料或药物。理想情况下,科学家将设计化学反应,不需要太多苛刻的化合物,也不太昂贵。这将给塑料垃圾目前没有或非常少的。瓦格纳说,目前,“焚烧或扔进垃圾填埋场要便宜得多,这是问题的核心。”
废弃塑料的也可以为清洁已经在环境中的塑料垃圾提供了动力。“如果我们能从廉的塑料废料中创造出高的东西,那么可能存在经济上的争议,可以把它们从海洋中挖出来,”多夫说。“我们还有很长的路要走,但这正是我们想要达成的目标。”
一些科学家已经开始研究如何清理一些微塑料废物,这些废物可能留在环境中至少几百。因为塑料颗粒很小,而且性质各异,而且它们所嵌入的生态系统是巨大的,所以清理起来很困难。研究人员已经发现酶和细菌可以分解某些类型的塑料,但是他们需要弄清楚如何利用这些而不会产生任何潜在的负面影响,例如产生温室气体。例如,荷兰瓦赫宁根大学和墨西哥南部边境学院的农业生态学家Esperanza Huerta Lwanga,希望测试肠道中含有塑料咀嚼细菌的蚯蚓是否能够修复布氏杆菌中含有塑料垃圾的土壤。
虽然这些方法正在开发,切断塑料流动是关键。现在需要采取切实可行的措施。“底线,”汤普森说,“是所有这些(污染)都是可以避免的。”

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