为解决日益严峻的海洋塑料污染问题,保护海洋生态环境,中国科学家最近研制出一种可在海水中降解的聚酯复合材料,有望在诸多领域替代现有难以降解的通用塑料。

海边的塑料垃圾。新华社记者马平摄

中国科学院理化技术研究所高级工程师王格侠介绍,其团队研制出的这种结合了水溶性与降解性的材料具有一定的环境耐受性,废弃后能在数天到数百天内在海水中降解消失,最终分解为不会对环境造成污染的小分子。

王格侠说,长期以来人们聚焦于陆地上的白色污染及其治理。直至近年,大量塑料污染致使海洋生物遇害的现象被频繁报道才引起广泛关注。

据保守估计,人类每年向海洋投放的塑料垃圾为480万吨到1270万吨,占海洋固体污染物总量的60%至80%。目前,人类活动和洋流导致这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。

世界经济论坛也发出警告,2050年全球海洋塑料总重量将超过鱼类的总重量。

专家介绍,目前几乎所有类型的塑料都已经在海洋中找到。这些塑料微粒或者漂浮在海水中,或者沉入海底,几十年甚至几百年不会分解,对整个海洋环境造成了严重的污染。塑料在使用后被直接丢弃或从陆地经过河流、风吹进入海洋,在海水中受到光、海水风化,以及洋流和生物群的作用,导致塑料最终形成小于5毫米的微塑料。

一些海洋生物,如信天翁、海龟等,误食塑料袋会产生一系列的胃肠问题,以至于无法再进食,最终被饿死。最令人震惊的一项科学数据显示:有90%的海鸟是因为误食了塑料袋而死于非命。

王格侠指出,尽管海洋中塑料污染问题已经非常严峻,但目前人们对于这些塑料污染仍然没有有效的应对措施。海洋特殊水域环境使得人们不能像在陆地上一样对这样大量分散的垃圾进行集中收集和处理。最根本有效的办法就是让材料废弃进入海水后能自行降解消失。

据介绍,中国科学院理化技术研究所降解塑料和工程塑料研究组是中国率先开展生物可降解塑料研究的单位。生物降解塑料大都是含酯键的高分子材料,分子链相对脆弱,因而可以被自然界许多微生物分解、消化,最终形成二氧化碳和水。

海鸟正受到塑料污染的威胁。新华社记者殷博古摄

目前,该团队的生物降解塑料生产及应用技术已经向4家中国企业完成了技术授权,其中3家已经顺利投产,总产能达到每年7.5万吨,占全球总量的一半。

在认识到海洋塑料污染的严重性后,科研人员希望研发出在海水中可降解的材料。然而他们发现,在陆地上能够快速降解的生物降解材料在海水中却难以降解,甚至长时间都不降解,不能用来解决海洋中的塑料污染问题。

经过多次反复实验,理化技术研究所的科研团队将非酶水解过程和水溶过程与生物降解过程结合起来,实现了材料在海水中快速降解。科研人员通过对材料的设计、合成、改性和加工使得其降解性能可根据不同的应用需求进行调控。

在近期于深圳举行的旨在提升中国自主创新能力、加大先进科技成果转化的第一届“率先杯”未来技术创新大赛上,这一技术位列30个优胜项目之一。

中国已将生态环境保护提高到前所有未有的层面,在解决本国生态问题的同时也为解决全球环境污染问题贡献中国智慧。