文：《千人》雜誌記者 何中花
原標題：《減輕微塑料汙染，“可以吃”的塑料亟待被“接納”》
注：原文載於《千人》雜誌2018年第69期，轉載請註明來源，未註明來源轉載將視為侵權。
今年2月初，人們在挪威海灘發現了一頭死去的鯨魚，它的胃裡沒有任何食物，令人震驚的是塞滿了30多個塑料袋。塑料袋填滿空腹，造成窒息，引發死亡——這是我們肉眼所能見到的景象，那麼這會是造成這頭鯨魚死亡的唯一原因嗎？其實不然，在這背後還有一位極難對付的“幫兇”，它在人們肉眼所見範圍之外“肆意橫行”，它就是由“不可降解”塑料產生的“微塑料”。
微塑料汙染已然成為全球性環境問題
何為微塑料？它是指粒徑很小的塑料顆粒以及紡織纖維，通常認為粒徑小於5毫米的塑料顆粒為微塑料。“微塑料”這一概念是在2004年發表的一篇Science的文章《Lost at Sea: where is all the plastic？》中由英國的科研人員首次提出。“關於微塑料，目前學術界對它還沒有一個普遍的共識。”清華大學生命科學學院教授陳國強在接受專訪時說到。
“根據美國好幾年前的報道，微塑料最開始是在化妝品當中被發現的，在化妝品中加入微塑料成分，生產商認為塑料粒摩擦皮膚能夠使皮膚變得更加光滑。隨著在海洋、泥土、食鹽、飲用水及包裝薄膜等產品上不斷髮現它的存在，微塑料帶來的環境汙染越來越嚴重，這才逐步引起了國內外的關注，緊接著更多關於微塑料的研究也逐步展開。”相比其他汙染物，陳國強認為微塑料最大的特點是不易降解，一旦進入生物體內，其形式不會發生改變，始終無法被生物體系消化。
塑料珠
與看得見的“白色汙染”相比，微塑料最明顯的表現是“看不見”卻廣泛存在於食品中，跟隨食物進入人體，與體內器官“親密”接觸，因此其帶來的汙染更為直接和嚴重。“微塑料汙染是一個全球性、普遍性的環境問題。據報道，目前亞洲屬於微塑料汙染重災區，其中中國是汙染最為嚴重的國家，目前全世界1/4的塑料是中國所消耗的。食鹽、飲用水中存在大量的微塑料，而人類在生活中不可能不吃鹽、不喝水，因此汙染程度可想而知。”陳國強坦言。
確實，微塑料的汙染已遍佈全球各個角落。2015年，聯合國海洋環境保護科學問題聯合專家組把海洋微塑料對海洋生物的危害程度等同於大型海洋塑料垃圾。2018年1月，中國第34次南極考察的科考隊員在南極鮑威爾海盆中，發現小於0.3毫米的微塑料。在2018年歐洲消化醫學會腸胃病學學術會議上，奧地利維也納醫科大學的菲利普·施瓦布爾等人報告，在人類的糞便樣品中首次發現微塑料……
如此嚴重的微塑料汙染，會帶來哪些危害呢？許多機構和科學家們對此進行了大量的研究，得出的結論不盡相同——聯合國糧食及農業組織2017年的調查認為，對於齧齒動物和狗，直徑超過150微米的微塑料不會被吸收，會通過糞便排出，換言之人體攝入的微塑料和納米級塑料顆粒90%以上不會被人體吸收，因此，微塑料可能不會對人類造成危害。但也有研究認為，人類攝入的微塑料，儘管大部分隨糞便排出，但仍會有少量的存留在體內，長期的蓄積就可能造成危害，這是因為塑料本身和塑料吸附的成分都可能對人體造成傷害，如微塑料表面可以吸附許多細菌和真菌，這些病原體可以通過微塑料這個載體將病原微生物帶入人體，影響人們的健康。
“目前還沒有研究明確地指出微塑料對人體會有什麼樣的危害，因此儘管存在嚴重的微塑料汙染，但大多數人並沒有太多重視。非天然不可降解的物質進入人類天然的身體系統，肯定會有負面影響，只不過目前尚缺一個被大量科學實驗證實的結論。”陳國強認為，微塑料對人體的危害是一個隨時間而不斷累積的過程。就像抽菸一樣，吸進去的煙霧顆粒並不會馬上對健康產生影響、攻擊各個器官，而是隨著抽菸時間的增加，肺部逐漸變黑，這個時候疾病症狀表現就比較明顯了。
理想的塑料替代品：“可以吃”的塑料
塑料大約在19世紀初期開始被使用，全世界每年大約消耗1-2億噸塑料，消耗過的塑料有的以塑料垃圾的形式存在於環境中，有的則以微塑料顆粒的形式存在。“不管是塑料袋還是微塑料顆粒，均是不可降解、有害的，海洋生物往往由於誤食而付出生命的代價。”從20世紀70年代開始，就有科學家發現海洋中有微小的塑料顆粒，但是關於它們的分佈以及影響是直到2004年才開始被研究。陳國強表示，雖然從過去到現在，關於微塑料的研究論文陸陸續續發表了一些，但仍沒有得出一個統一的結論來說明微塑料的產生、發展過程及危害，“可以說得上是沒有什麼重大的研究進展。”
然而，儘管對微塑料的危害研究存在巨大空白，我們並不能忽視擺在面前嚴重的微塑料汙染事實。之所以汙染如此嚴重，陳國強指出了主要原因：人們在日常生活中大量使用化妝品、塑料袋、飲料瓶等塑料製品，並且未對使用後的塑料進行科學處理。“這些塑料製品並不是一種純物質，它們的主要成分是合成樹脂（多以石油和天然氣的產品為主，如乙烯、丙烯、苯乙烯、醛類化合物及酰胺等）。此外，為了改進塑料袋的功用，還要在聚合物中添加各種輔佐材料，如填料、增塑劑、光滑劑、穩定劑、著色劑等，自然界的微生物擅於降解自然有機物，而對於人工合成物尤其是高分子聚合物的降解無能為力。塑料製品在使用過程中或被丟棄後，其中難以降解的成分會逐漸分裂出來，形成大量的微塑料，這並不是一個化學降解過程，而是一種光照破壞加機械作用的過程。”
微塑料來源於塑料，減少塑料的使用可以減輕微塑料汙染。那麼我們能否制定規則要求禁止使用塑料呢？“2017年8月17日，我國五部委(環境保護部、商務部、發展改革委、海關總署、質檢總局)對現行的《禁止進口固體廢物目錄》、《限制進口類可用作原料的固體廢物目錄》和《非限制進口類可用作原料的固體廢物目錄》進行了調整和修訂：廢紡織原料、廢塑料等4類24種固體廢物，從《限制進口類可用作原料的固體廢物目錄》調整列入《禁止進口固體廢物目錄》，並於2017年12月31日起正式執行。於是西方國家就將目標轉向泰國、越南等靠海但經濟不發達的東南亞地區，向他們低價出售紙張、鍵盤、顯示器等各種廢塑料。”陳國強表示，減少塑料的使用的確可以減輕微塑料汙染，但是就目前來說，塑料無法被完全消除和替代，因為其質量輕、性能好、價格又低，人們對它“愛不釋手”。
同時，陳國強還認為，通過塑料回收亦不能從根本上減輕微塑料汙染。原因在於：第一，塑料本身是不可降解的，即使回收，也不能改變其成分，經回收後再被利用的塑料仍不可降解。第二，不同種類的塑料分開回收會耗費大量的設備及人力資源，並且在這過程中也會產生微塑料顆粒。第三，洗滌廢塑料重新利用又要消耗大量的淡水資源，同時產生大量廢水。因此這種方法對微塑料汙染程度的減輕十分有限。
“減輕微塑料汙染最理想的方法是，研製出一種‘可以吃’的塑料，它即使產生微塑料顆粒也能被生物系統降解和消化，對生物及整個環境無害。”陳國強教授認為這種“可以吃”的塑料是最理想的塑料替代品。目前，已有一些國家研製出了“可以吃”的塑料。例如，印度一家名為Envi Green的初創企業製造出了由天然澱粉和植物油合成的塑料袋，這種袋子100%由有機物構成，可生物降解，有利環境，人們甚至可以把它吃掉。公司創始人赫奇介紹說，“儘管這種袋子的生產成本比塑料袋高35%，但它不破壞環境，被丟棄後180天內可自然降解，室溫條件下放於水中不到1天就能溶解掉。如果想再快點，只要把它置於熱水裡，就能在約15秒內溶解掉”。來自英國倫敦跳巖實驗室的團隊也製作了一種可以吃的水瓶，它是一種由海藻製成的薄膜，能夠包含水或者任何混液體，可以在口中融化，即使被丟棄後，也會在4周內自行降解。目前看來，結合了生物降解性、生物相容性、較強的機械性能而且對人畜無害的塑料是一種微生物合成的生物聚酯，叫聚羥基脂肪酸酯，簡稱PHA。大量的研究證明了其安全性，我國在PHA的研究和生產處於國際領先水平，目前其較為昂貴的製造工藝正在被不斷的創新技術解決。
儘管“可以吃”塑料對環境和人類的優勢如此明顯，但其替代塑料之路走得十分艱難。首先，其製造成本很高，因此價格比普通塑料要貴，並且在功用上還有待改進；其次，政府沒有明確規定禁止使用不可降解塑料而鼓勵人們使用塑料替代品。“總的說來，替代困難的原因還是價格高昂。一旦微塑料汙染的危害被明確，當人們都高度關注個人的生命健康和海洋生態系統的平衡時，即使再貴的塑料替代品也會被大家所接納。”陳國強表示。可是，面臨如此嚴重的微塑料汙染，我們一定要等到危害迫在眉睫之時，才轉過身擁抱安全無害的塑料替代品嗎？
結語
生物聚酯（PHA）是陳國強正在研究的方向之一，與塑料相比，它是生物可降解、生物可相容的。以生物聚酯為材料做成的人工骨、心臟支架等器件，是可以被人體吸收的，隨著時間的推移，這類人工骨、心臟支架等會逐漸被降解掉，不需要再通過二次手術取出。同時，也可以用它做成農膜，減輕農田裡的“白色汙染”。“生物聚酯是一種‘安全的塑料’。目前團隊關於生物聚酯的研究已經進入產業化前期階段，已經完成了35噸的大規模製造。未來，在生物聚酯的製造規模更大、性能更加接近塑料時，那麼它的應用前景就極其廣闊了。”陳國強信心滿滿地說到。
陳國強，清華大學生命科學學院微生物學和生物材料科教授，合成與系統生物學中心主任
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