長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直關(guān)注陸地上土壤環(huán)境中的塑料污染，而對(duì)海洋中的塑料污染卻很少關(guān)注。事實(shí)上，海洋塑料垃圾污染以及它們對(duì)于海洋生態(tài)環(huán)境造成的危害已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的想象。
海洋塑料垃圾污染有多嚴(yán)重?
全球每年有2000萬(wàn)噸的塑料垃圾被直接丟棄或從陸地通過(guò)河道、風(fēng)力最終進(jìn)入海洋。
大量塑料微粒不斷積累， 遍布整個(gè)海洋。高密度且廣泛分布的塑料微粒已使無(wú)數(shù)海鳥(niǎo)、魚(yú)和其他海洋生物遭受滅頂之災(zāi)，并正在逐漸通過(guò)食物鏈將毒素帶到人類(lèi)的餐桌。在歐洲，一名海鮮食客一年中通過(guò)產(chǎn)品攝入的塑料微?？赡芨哌_(dá)1.1萬(wàn)粒。
與陸地上的白色污染治理不同，受海洋特殊水域環(huán)境限制，人們幾乎無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)打撈方式對(duì)這些細(xì)小的塑料微粒進(jìn)行廣泛收集和處理。因此，海洋塑料污染的治理日益緊迫但困難重重。
開(kāi)發(fā)和使用能在海洋環(huán)境中自行降解的塑料制品，替代PP、PA、PS等難降解塑料制品，是目前公認(rèn)的解決這一問(wèn)題最根本和唯一有效的途徑。
海水降解材料的研發(fā)難在哪兒?
目前，國(guó)際上海水降解材料的相關(guān)研究才剛剛起步，很多人盲目地寄希望于生物降解材料來(lái)解決海洋中塑料污染問(wèn)題。
中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所工程塑料國(guó)家工程研究中心長(zhǎng)期從事降解塑料的開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用研究，針對(duì)當(dāng)前日益嚴(yán)峻的海洋塑料污染問(wèn)題，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了海水降解材料研究。
該工程中心主任季君暉研究員介紹說(shuō)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，各地“禁塑令”逐步推廣。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)等商品化生物降解材料，在土壤和堆肥中有良好的生物降解性能，已經(jīng)在眾多領(lǐng)域中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。
然而，聚酯材料堆肥降解的本質(zhì)是聚合物在微生物分泌酶作用下發(fā)生的酶促水解反應(yīng)。環(huán)境中微生物種類(lèi)、數(shù)量、溫度等需要滿(mǎn)足一定的要求才能得到快速降解。
與陸地環(huán)境相比，海洋環(huán)境以富含水、高鹽、高壓、低溫、流動(dòng)和稀營(yíng)養(yǎng)為特征。海洋微生物數(shù)量除了近海區(qū)密度略大外，大洋海水中微生物密度都較小，平均一般為每毫升幾個(gè)至幾十個(gè)，與堆肥降解過(guò)程中每升土壤中數(shù)以?xún)|計(jì)的微生物數(shù)量相比，幾乎可以忽略。不同的降解環(huán)境和降解條件使得脂肪族聚酯材料在海水中的降解性能與堆肥過(guò)程有明顯差異。
顯然，現(xiàn)有的生物降解材料及其研究成果并不能直接應(yīng)用于海水降解材料的開(kāi)發(fā)。以PLA(聚乳酸)為例，堆肥條件下，PLA樣條50天左右失重達(dá)到70%;但是在25℃海水中放置1年也沒(méi)有觀察到明顯失重，GPC測(cè)試表明分子量無(wú)明顯變化。
該工程中心負(fù)責(zé)海水降解材料開(kāi)發(fā)的王格俠博士表示，通過(guò)對(duì)典型生物降解材料在不同模擬水體環(huán)境中的降解實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)對(duì)海水降解過(guò)程和堆肥降解過(guò)程兩種機(jī)理有了初步的認(rèn)識(shí);對(duì)于典型生物降解聚酯材料在海水和淡水中降解周期有了初步掌握。
研究結(jié)果表明，目前的生物降解聚酯材料在海水中降解性能與堆肥中有較大差異，海水中很難具備生物降解條件，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。
海水降解材料研究需要在現(xiàn)有生物降解材料基礎(chǔ)上構(gòu)建新的材料體系，可以說(shuō)是任重道遠(yuǎn)。

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