每年1200萬噸海洋塑料哪去了？科學(xué)家有了新發(fā)現(xiàn)

7月14日，觀眾在參觀由回收塑料制品組成的裝置藝術(shù)作品“巨環(huán)”。新華社記者 方喆 攝

最近，國外機(jī)構(gòu)的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，海洋中漂浮的廢棄塑料遠(yuǎn)比估計(jì)的少，僅僅為原先估計(jì)數(shù)400萬到1200萬噸的1/10。而塑料的降解周期一般為200年至400年，那么廢棄塑料到底去哪兒了呢？

中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院生態(tài)毒理學(xué)教授汝少國團(tuán)隊(duì)近日在前沿期刊《環(huán)境污染》發(fā)表了其海洋微塑料研究成果，相關(guān)結(jié)果顯示：海洋塑料在短時(shí)間內(nèi)難以降解。

汝少國告訴科技日報(bào)記者，每年從陸地排入海洋的塑料垃圾約有600—1200萬噸，這些塑料碎片在環(huán)境中會逐漸裂解為粒徑小于5毫米的微塑料。這些微塑料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中可以存在數(shù)百年至幾千年，并通過洋流、風(fēng)力進(jìn)行遠(yuǎn)距離遷移，遍布整個海洋。這些微塑料容易被海洋生物攝入體內(nèi)，通過食物網(wǎng)傳遞影響整個海洋生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)然，這種影響是破壞性的。

他們的研究結(jié)果還表明，微塑料具有很大的比表面積，容易富集有毒有害物質(zhì)，對海洋生物造成聯(lián)合毒性效應(yīng)。

不過，并不是所有的研究者都贊成“海洋塑料難以降解”的觀點(diǎn)。夏威夷大學(xué)研究人員羅伊爾曾在海水中發(fā)現(xiàn)了塑料碎片，將這些碎片暴露在陽光下能分解成二氧化碳、甲烷和乙烯等氣體。他認(rèn)為，一旦塑料的分解程序被激活，即使不見光日它們也會繼續(xù)降解。

中科院理化所工程塑料國家工程研究中心是國內(nèi)最高水平的高分子材料研究和產(chǎn)業(yè)化基地之一，在國內(nèi)首先開展了海水降解材料的研究。通過多次試驗(yàn)對比，該所高級工程師王格俠發(fā)現(xiàn)，在土壤和堆肥中有良好生物降解性能的材料，在海水中的降解速率不盡如人意。

尋根究底，王格俠發(fā)現(xiàn)了答案：“聚酯材料堆肥過程是微生物作用下的酶促水解反應(yīng)；而海水溫度低、特異性微生物種類少數(shù)量少，很難具備生物降解的條件，因而大多數(shù)聚酯材料在海水中降解周期非常緩慢，甚至難以降解。”

“海洋塑料垃圾在2015年至2025年之間會增加3倍。”這是英國環(huán)境部首席科學(xué)家博伊德在“前瞻性海洋未來報(bào)告”中的預(yù)計(jì)。那么，這成倍增加的海洋塑料會去往哪里？答案之一可能是各種各樣魚類的肚子里。

當(dāng)塑料被“吃”進(jìn)了魚肚，它難以像普通食物一樣被消化，而是變成了毒，深遠(yuǎn)地影響著魚類的身體發(fā)育。

自2017年以來，汝少國團(tuán)隊(duì)從微塑料的污染調(diào)查與生物毒性兩方面開展相關(guān)研究。比如在生物毒性方面，他們發(fā)現(xiàn)微塑料不僅會損害海水青鳉腸道、鰓、性腺等組織的結(jié)構(gòu)特征與氧化應(yīng)激防御系統(tǒng)，還會干擾魚類的生殖與子代的發(fā)育，首次證實(shí)微塑料具有生殖內(nèi)分泌干擾效應(yīng)。

另外，他們發(fā)現(xiàn)高濃度微塑料會在海水青鳉卵殼上蓄積，干擾胚胎和早期仔魚的發(fā)育；他們的聯(lián)合暴露實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低濃度微塑料會通過降低持久性有機(jī)污染物——菲在魚體內(nèi)的生物富集量，削弱菲對海水青鳉的早期發(fā)育毒性。

汝少國團(tuán)隊(duì)的這些重要發(fā)現(xiàn)，為評價(jià)海洋微塑料的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供了重要參考。而王格俠和團(tuán)隊(duì)成員成功走出了難以降解的困境。他們從分子設(shè)計(jì)和兩相合成出發(fā)，通過聚合物合成改性和共混改性兩種方式，向生物降解聚酯體系中引入非酶水解的基團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了材料在海水中整體可控降解。