中國(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日前向媒體透露,由其帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年的研究,,研制出一種可在海水中降解的高分子材料,。中科院理化所于6月13日與海南省科技廳在海口簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,,雙方將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)海水可降解塑料技術(shù)在海南進(jìn)行中試(即產(chǎn)品正式投產(chǎn)前的試驗(yàn)),盡早實(shí)現(xiàn)海水可降解塑料的產(chǎn)業(yè)化,,為海南全面鋪開的“禁塑”工作注入科技力量,。
海水可降解塑料應(yīng)用越早越好
海水可降解塑料,是中科院理化所與海南省合作的核心,。什么是海水可降解塑料,?為什么要研發(fā)它?海南日?qǐng)?bào)記者采訪了季君暉,。
“海水可降解塑料,,就是能在海水中降解的聚酯復(fù)合材料?!奔揪龝熣f,,研發(fā)它是為了解決日益嚴(yán)峻的海洋塑料污染問題,替代難以降解的通用塑料,,保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,,“海南當(dāng)前已開啟‘禁塑’工作,加上海南是海洋大省,,海水可降解塑料應(yīng)用越早越好,,范圍越廣越好?!?/p>
海洋塑料垃圾污染超乎想象
當(dāng)前,,塑料污染已成為地球上直逼氣候變化的另一重大威脅,因?yàn)樗诩眲∥廴久恳环N自然系統(tǒng),,并危及越來越多的生物,。
紀(jì)錄片《塑料海洋》揭露塑料垃圾帶給海洋的災(zāi)難
(資料圖片)
“人們關(guān)注塑料污染問題始于上世紀(jì)60年代,。人類對(duì)陸地上塑料污染的感受越來越深刻,,科學(xué)家們最先想辦法解決的是陸地塑料污染問題?!奔揪龝熣f,,這才有了我們現(xiàn)在常用的生物降解塑料,。
但事實(shí)上,海洋塑料垃圾污染,,以及它們對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的危害,,早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象?!爱?dāng)前地球每年產(chǎn)生的塑料超過3億噸,,其中相當(dāng)一部分使用后被直接丟入海洋,還有部分從陸地通過河道,、風(fēng)力最終進(jìn)入海洋,。”季君暉說,,目前人類活動(dòng)和洋流導(dǎo)致這些塑料垃圾集中分布于北太平洋,、南太平洋、北大西洋,、南大西洋及印度洋中部,。
“近年來塑料的使用量越來越大,據(jù)估算,,如果現(xiàn)在的塑料消費(fèi)方式?jīng)]有顯著變化,,到2050年,全球海洋中塑料總重量將超過魚類的總重量,?!奔揪龝熣f,這是一件非??膳碌氖虑?,目前在美國(guó)夏威夷和加利福尼亞州之間有座“塑料島”,160萬平方公里全是塑料,,很多人戲謔地稱之為“世界第八大洲”,。
生物降解塑料在海水中無法被降解
為了遏制“白色污染”蔓延,國(guó)際社會(huì)不約而同展開“限塑”甚至“禁塑”工作,,目前全球已有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)出臺(tái)了相關(guān)限制塑料使用的政策或法令,。隨著科學(xué)研究的深入,聚乳酸(PLA),、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚酯(PBAT)、聚己內(nèi)酯(PCL)和聚羥基烷酸酯(PHAs)等生物降解材料(生物降解塑料),,已經(jīng)大規(guī)模替代了不可降解的通用塑料,,一定程度上緩解了陸地上的“白色污染”。
那么,,生物降解塑料在海水中可以降解嗎,?答案是不能。
生物降解塑料大都是含酯鍵的高分子材料,分子鏈相對(duì)脆弱,,可以被自然界許多微生物分解,、消化,最終形成二氧化碳和水,?!芭c陸地土壤不同,海水中微生物量極少,,而且海水溫度也比較低,,生物降解塑料在海水中不能像在陸地上一樣降解,或者說很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都無法在海水中被降解,?!奔揪龝熣f,因此科研人員需要開發(fā)能夠在海洋環(huán)境中降解的新型高分子材料,。
開發(fā)海水可降解塑料迫在眉睫
“我們必須知道,,幾乎所有類型的塑料都已經(jīng)在海洋中找到?!奔揪龝熣f,,它們?cè)诤K惺芄狻L(fēng)化,、渦流機(jī)械和生物群的不斷作用,,最終形成直徑小于5毫米的“微塑料”,這些塑料微?;蚱≡诤K?、或沉入海底,幾十年甚至幾百年都不會(huì)分解,,對(duì)整個(gè)海洋環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染,。
(資料圖片)
在海洋中彌散性分布的塑料微粒使無數(shù)海鳥,、魚和其他海洋生物受到滅頂之災(zāi),,并逐漸通過食物鏈將毒素帶到人類的餐桌?!爸袊?guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),,平均每克食用鹽中含有一顆‘微塑料’。這都是不可降解塑料進(jìn)入海洋的后果,,這不是危言聳聽,,這是人類必須直面的海洋污染問題?!奔揪龝熣f,。
與治理處理陸地上的“白色污染”不同,,人們幾乎無法對(duì)細(xì)小的塑料微粒進(jìn)行廣泛收集和處理?!昂Q笏芰衔廴镜闹卫砣找婢o迫,,同時(shí)也困難重重?!奔揪龝熣f,,要解決這一問題最根本的有效辦法,就是讓塑料進(jìn)入海水后自行降解消失,,因此開發(fā)和使用能在海洋環(huán)境中自行降解的塑料制品,,替代難降解的塑料制品,迫在眉睫,。
中國(guó)團(tuán)隊(duì)誕生海水可降解塑料
當(dāng)前國(guó)際上海水可降解材料的相關(guān)研究才剛剛起步,。“雖然海水降解塑料已經(jīng)得到全球?qū)<业母叨戎匾?,但是?guó)際上海水可降解塑料的研究還是鳳毛麟角,,只有中國(guó)、日本,、德國(guó)等國(guó)家的極少數(shù)跨國(guó)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)開始著手研究,。”季君暉說,,2017年,,工程塑料國(guó)家工程研究中心和中科院理化所組織近10名博士研究海水可降解塑料,走在全國(guó)前列,。
從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),,歷經(jīng)艱難攻關(guān)、經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),,2018年季君暉團(tuán)隊(duì)研制出了一種可在海水中降解的高分子材料,,可以理解為海水可降解塑料制品的“前身”。
海水可降解塑料制品,,外觀與普通塑料無明顯差別。