季君暉介紹從南海實(shí)驗(yàn)點(diǎn)打撈的塑料垃圾。

有報(bào)道稱，至少79000噸海洋塑料垃圾聚集在太平洋深處，形成一座巨大的塑料“垃圾島”，面積約為160萬(wàn)平方公里，約等于45個(gè)海南島。

這些塑料垃圾能被海水降解嗎？“不能?！敝袊?guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱中科院理化所）研究員、工程塑料國(guó)家工程研究中心主任季君暉在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)坦言，“照此速度發(fā)展，2050年海洋塑料垃圾重量將超過(guò)海洋魚(yú)類(lèi)的重量?！?/p>

那么，如何讓塑料在海水中降解消失呢？

被忽視的海洋塑料污染

1965年，瑞典人斯圖林（Sten Gustaf Thulin）發(fā)明了一體式PE塑料袋，以替代需要大量砍伐森林制成的紙袋。這在當(dāng)時(shí)被列為“二十世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一”，卻在2002年被英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》評(píng)為“人類(lèi)最糟糕的發(fā)明”。

據(jù)中國(guó)塑協(xié)塑料再生利用專(zhuān)業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每天使用塑料袋約30億個(gè)。季君暉打了個(gè)比方：“這些塑料袋連起來(lái)不僅能從地球到月亮繞三次，還能富余出一個(gè)打結(jié)的長(zhǎng)度?！?/p>

PE塑料是不可以被降解的。從事材料化學(xué)研究的中國(guó)科學(xué)院院士江雷解釋道：“不可降解塑料在其化學(xué)合成的過(guò)程中形成的化學(xué)鍵，是微生物無(wú)法降解的，因此很難在土壤或其他自然環(huán)境中被分解。”

為了解決白色污染問(wèn)題，近年來(lái)，國(guó)際社會(huì)紛紛開(kāi)展了“限塑”甚至“禁塑”工作，并取得一定成效。但遺憾的是，海洋塑料污染問(wèn)題卻長(zhǎng)時(shí)間被忽視。

“每年約有800萬(wàn)噸塑料廢棄物流入海洋，海洋中已經(jīng)積攢了數(shù)億噸的塑料廢棄物?！奔揪龝煾锌溃铌P(guān)鍵的是，這些塑料無(wú)法自行降解。

2015年，研究人員在哥斯達(dá)黎加的海洋中發(fā)現(xiàn)一只雄性太平洋麗龜，它的鼻孔被一根12厘米的吸管堵住，呼吸困難。實(shí)際上，每年因?yàn)樗芰侠p繞或誤食備受折磨甚至死亡的海洋生物數(shù)不勝數(shù)。

當(dāng)前，大量陸地塑料流入海中，甚至形成塑料島，對(duì)海洋生物和全人類(lèi)構(gòu)成重大威脅。“日常生活中的塑料大多能在海洋中發(fā)現(xiàn)。它們最終會(huì)形成直徑小于5毫米的‘微塑料’，通常會(huì)小于1毫米，甚至0.1毫米，跟水一樣在整個(gè)海洋彌散性分布?！奔揪龝熣f(shuō)，“這意味著，有水的地方就有微塑料。”

而這些微塑料，將不可避免地走上人們的餐桌?！拔⑺芰峡赡芡ㄟ^(guò)海產(chǎn)品和食鹽被人們吃下?！奔揪龝煾嬖V記者。

為什么海洋塑料污染長(zhǎng)時(shí)間被忽視呢？季君暉認(rèn)為，一方面因?yàn)楹Ｑ笪廴静幌裢寥牢廴窘o人們生產(chǎn)生活帶來(lái)更直接的影響，另一方面是海洋污染的權(quán)責(zé)不像土壤污染那么明晰，無(wú)論是哪個(gè)國(guó)家提出，都需要從全球環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)。

塑料在海水中如何降解

季君暉團(tuán)隊(duì)在2015年開(kāi)始研究海洋可降解塑料。“降解塑料的終極研究目標(biāo)是全自然域可自然降解，因?yàn)槲覀儧](méi)辦法控制塑料最終留在了哪里，而海水屬于較難降解的環(huán)境。如果塑料產(chǎn)品在海水中能實(shí)現(xiàn)降解，基本上也可以在其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)降解。”

起初，與大多數(shù)學(xué)者一樣，季君暉也希望現(xiàn)有的生物降解塑料可以在海洋中降解。然而經(jīng)過(guò)一年多的實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)大部分生物可降解塑料無(wú)法在海洋中降解。

為什么塑料在海水中的降解如此困難呢？“生物降解塑料的降解機(jī)理是‘生物作用’，要靠環(huán)境中的微生物來(lái)降解，而海水的鹽分高，即使最富微生物的海水也要比貧瘠的土壤微生物少很多?！奔揪龝熃忉尩?，“這就意味著僅依賴微生物實(shí)現(xiàn)降解的生物降解塑料在正常土壤中只需要3~6個(gè)月就能降解，而在海洋中的降解可能需要幾十年甚至更長(zhǎng)，這種降解是沒(méi)有意義的?！?/p>

讓塑料在海水中實(shí)現(xiàn)生物可降解這一想法破滅之后，季君暉在2017年帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研發(fā)全新的海水可降解塑料，把降解機(jī)理從生物降解調(diào)整為鹽促水解降解。

“海水中最不缺的就是鹽，鹽促水解反應(yīng)可以把塑料分子鏈先變成一個(gè)個(gè)的小‘片斷’。這些小‘片斷’慢慢會(huì)被海洋消納，最后變成二氧化碳?！奔揪龝熃忉尩馈?/p>

實(shí)驗(yàn)過(guò)程并非一帆風(fēng)順。在南海的一次海上實(shí)驗(yàn)中，臺(tái)風(fēng)吹跑了研究樣品，團(tuán)隊(duì)半年多的辛苦工作付諸東流。

功夫不負(fù)有心人。一年后，季君暉團(tuán)隊(duì)成功研制出在海水中可降解塑料，可以制備塑料袋、塑料瓶、餐盒、塑料泡沫等制品，其中用于制備塑料袋和塑料瓶的新型海水可降解塑料即將在海南進(jìn)行中試。

他介紹道，目前所研發(fā)的海水可降解塑料，在海水中的降解時(shí)間可以控制在2~3年，而在土壤環(huán)境中只需3~6個(gè)月。“不同制品的塑料降解時(shí)間不同，比如用于海水養(yǎng)殖的漁網(wǎng)一般使用壽命是5~6年，那它的降解時(shí)間則會(huì)控制在9~10年?！?/p>

江雷對(duì)此評(píng)價(jià)道：“海水可降解塑料是一項(xiàng)非常重要的突破，可以解決新增海洋塑料垃圾的消化和分解問(wèn)題?！?/p>

“應(yīng)用是我們最終的目標(biāo)”

2020年4月，海南省生態(tài)環(huán)境廳印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展海南省禁止生產(chǎn)銷(xiāo)售使用一次性不可降解塑料制品試點(diǎn)工作的通知》，并逐漸開(kāi)展“禁塑”試點(diǎn)工作。

為了全面支撐海南省“禁塑”工作，同年6月，中科院理化所與海南省科技廳計(jì)劃共建海南省降解塑料技術(shù)創(chuàng)新中心，研究降解塑料領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝等，推進(jìn)海水可降解塑料的產(chǎn)業(yè)化。

“海洋里發(fā)現(xiàn)的塑料廢物是什么，我們就先研究什么，而實(shí)現(xiàn)塑料制品的可降解性能只是第一步，關(guān)鍵要解決產(chǎn)品的使用性能和成本問(wèn)題?！奔揪龝熣f(shuō)。

在他看來(lái)，“禁塑”的關(guān)鍵前提是提高市場(chǎng)監(jiān)管部門(mén)對(duì)塑料產(chǎn)品的快速鑒別能力，而當(dāng)時(shí)檢驗(yàn)塑料產(chǎn)品能否降解需要6個(gè)月之久。

為了在短時(shí)間內(nèi)解決塑料產(chǎn)品的快速檢測(cè)問(wèn)題，季君暉幾乎把北京的實(shí)驗(yàn)室搬到了海南，最終促成了海南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB46/T 519-2020《全生物降解塑料及制品快速檢測(cè)法基于電子監(jiān)管光譜指紋圖譜法》、DB46/T 520-2020《全生物降解塑料制品中可降解成分快速檢測(cè)法》的制定和發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)一出臺(tái)，就被國(guó)家發(fā)改委列入國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)區(qū)推薦措施。

此外，季君暉團(tuán)隊(duì)還研制出塑料產(chǎn)品的檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)時(shí)間也由6個(gè)月縮短到幾分鐘?！澳壳敖到馑芰峡焖贆z測(cè)設(shè)備的價(jià)格還比較高，我們希望開(kāi)發(fā)新的裝備，將價(jià)格控制在2萬(wàn)元以內(nèi)，只有成本下來(lái)了，才能實(shí)現(xiàn)全面的裝備制造?！彼f(shuō)。

除了海水可降解塑料，中科院理化所還研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PBS/PBAT（第三代新型生物降解塑料），并完成向多家企業(yè)的技術(shù)授權(quán)，順利投產(chǎn)。“我們研究的出發(fā)點(diǎn)永遠(yuǎn)是行業(yè)的需求，應(yīng)用是我們最終的目標(biāo)?！奔揪龝煾嬖V記者。

為更好地推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化，中科院理化所在2020年7月成立了中科啟程新材料科技（海南）有限公司?！翱蒲谐晒D(zhuǎn)化的過(guò)程中，很容易產(chǎn)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，有了自己的轉(zhuǎn)化平臺(tái)有助于解決這一問(wèn)題?！奔揪龝熖寡浴?/p>

“人這一輩子難得做好一件事，當(dāng)看到自己研發(fā)的產(chǎn)品被千家萬(wàn)戶使用時(shí)，我很自豪。”季君暉感慨道，“海水可降解塑料不再是生物降解塑料的更新?lián)Q代，而是全新的顛覆性技術(shù)，隨著工藝的完善和成本的降低，將會(huì)有更大的發(fā)展空間。”

（編輯：逍遙客）

特此聲明：
1. 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)。
2. 請(qǐng)文章來(lái)源方確保投稿文章內(nèi)容及其附屬圖片無(wú)版權(quán)爭(zhēng)議問(wèn)題，如發(fā)生涉及內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，文章來(lái)源方自負(fù)相關(guān)法律責(zé)任。
3. 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日內(nèi)起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)益。