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每年1200萬噸海洋塑料哪兒去了?科學家有了新發現
水工業網2019-12-12 08:59:31 科技日報
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一本岛在免费线观  最近,國外機構的一項調查發現,海洋中漂浮的廢棄塑料遠比估計的少,僅僅為原先估計數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?

  中國海洋大學海洋生命學院生態毒理學教授汝少國團隊近日在前沿期刊《環境污染》發表了其海洋微塑料研究成果,相關結果顯示:海洋塑料在短時間內難以降解。

  汝少國告訴科技日報記者,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。這些微塑料化學性質穩定,在環境中可以存在數百年至幾千年,并通過洋流、風力進行遠距離遷移,遍布整個海洋。這些微塑料容易被海洋生物攝入體內,通過食物網傳遞影響整個海洋生態系統。當然,這種影響是破壞性的。

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

一本岛在免费线观  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。夏威夷大學研究人員羅伊爾曾在海水中發現了塑料碎片,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降解。

  中科院理化所工程塑料國家工程研究中心是國內最高水平的高分子材料研究和產業化基地之一,在國內首先開展了海水降解材料的研究。通過多次試驗對比,該所高級工程師王格俠發現,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,王格俠發現了答案:“聚酯材料堆肥過程是微生物作用下的酶促水解反應;而海水溫度低、特異性微生物種類少數量少,很難具備生物降解的條件,因而大多數聚酯材料在海水中降解周期非常緩慢,甚至難以降解。”

一本岛在免费线观  “海洋塑料垃圾在2015年至2025年之間會增加3倍。”這是英國環境部首席科學家博伊德在“前瞻性海洋未來報告”中的預計。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。

  當塑料被“吃”進了魚肚,它難以像普通食物一樣被消化,而是變成了毒,深遠地影響著魚類的身體發育。

  自2017年以來,汝少國團隊從微塑料的污染調查與生物毒性兩方面開展相關研究。比如在生物毒性方面,他們發現微塑料不僅會損害海水青鳉腸道、鰓、性腺等組織的結構特征與氧化應激防御系統,還會干擾魚類的生殖與子代的發育,首次證實微塑料具有生殖內分泌干擾效應。

一本岛在免费线观  另外,他們發現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育;他們的聯合暴露實驗發現低濃度微塑料會通過降低持久性有機污染物——菲在魚體內的生物富集量,削弱菲對海水青鳉的早期發育毒性。

  汝少國團隊的這些重要發現,為評價海洋微塑料的生態風險提供了重要參考。而王格俠和團隊成員成功走出了難以降解的困境。他們從分子設計和兩相合成出發,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,實現了材料在海水中整體可控降解。(本報記者王延斌)

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