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海邊的塑料垃圾。新華社記者馬平攝 

  為解決日益嚴(yán)峻的海洋塑料污染問題，保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，中國科學(xué)家最近研制出一種可在海水中降解的聚酯復(fù)合材料，有望在諸多領(lǐng)域替代現(xiàn)有難以降解的通用塑料。 

  中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所高級(jí)工程師王格俠介紹，其團(tuán)隊(duì)研制出的這種結(jié)合了水溶性與降解性的材料具有一定的環(huán)境耐受性，廢棄后能在數(shù)天到數(shù)百天內(nèi)在海水中降解消失，最終分解為不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的小分子。 

  王格俠說，長期以來人們聚焦于陸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現(xiàn)象被頻繁報(bào)道才引起廣泛關(guān)注。 

  據(jù)保守估計(jì)，人類每年向海洋投放的塑料垃圾為480萬噸到1270萬噸，占海洋固體污染物總量的60%至80%。目前，人類活動(dòng)和洋流導(dǎo)致這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。 

  世界經(jīng)濟(jì)論壇也發(fā)出警告，2050年全球海洋塑料總重量將超過魚類的總重量。 

  專家介紹，目前幾乎所有類型的塑料都已經(jīng)在海洋中找到。這些塑料微�；蛘咂≡诤Ｋ校蛘叱寥牒５�，幾十年甚至幾百年不會(huì)分解，對(duì)整個(gè)海洋環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。塑料在使用后被直接丟棄或從陸地經(jīng)過河流、風(fēng)吹進(jìn)入海洋，在海水中受到光、海水風(fēng)化，以及洋流和生物群的作用，導(dǎo)致塑料最終形成小于5毫米的微塑料。

  一些海洋生物，如信天翁、海龜?shù)�，誤食塑料袋會(huì)產(chǎn)生一系列的胃腸問題，以至于無法再進(jìn)食，最終被餓死。最令人震驚的一項(xiàng)科學(xué)數(shù)據(jù)顯示：有90%的海鳥是因?yàn)檎`食了塑料袋而死于非命。

  王格俠指出，盡管海洋中塑料污染問題已經(jīng)非常嚴(yán)峻，但目前人們對(duì)于這些塑料污染仍然沒有有效的應(yīng)對(duì)措施。海洋特殊水域環(huán)境使得人們不能像在陸地上一樣對(duì)這樣大量分散的垃圾進(jìn)行集中收集和處理。最根本有效的辦法就是讓材料廢棄進(jìn)入海水后能自行降解消失。 

  據(jù)介紹，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所降解塑料和工程塑料研究組是中國率先開展生物可降解塑料研究的單位。生物降解塑料大都是含酯鍵的高分子材料，分子鏈相對(duì)脆弱，因而可以被自然界許多微生物分解、消化，最終形成二氧化碳和水。

  目前，該團(tuán)隊(duì)的生物降解塑料生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)向4家中國企業(yè)完成了技術(shù)授權(quán)，其中3家已經(jīng)順利投產(chǎn)，總產(chǎn)能達(dá)到每年7.5萬噸，占全球總量的一半。 

  在認(rèn)識(shí)到海洋塑料污染的嚴(yán)重性后，科研人員希望研發(fā)出在海水中可降解的材料。然而他們發(fā)現(xiàn)，在陸地上能夠快速降解的生物降解材料在海水中卻難以降解，甚至長時(shí)間都不降解，不能用來解決海洋中的塑料污染問題。 

海鳥正受到塑料污染的威脅。新華社記者殷博古攝 

  這究竟是怎么回事呢？經(jīng)過仔細(xì)研究，王格俠找到了答案�！熬埘ゲ牧隙逊蔬^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�！�

  王格俠介紹道，海水中不同區(qū)域不同時(shí)期差異巨大，想要材料在可控的周期內(nèi)能夠完全降解，單純依靠生物降解過程是走不通的。我們面臨的難題是：既要解決現(xiàn)有材料海水中難降解、不降解的問題，還要根據(jù)不同應(yīng)用需求，使材料滿足一定的使用性能和環(huán)境適應(yīng)性。

  經(jīng)過多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，王格俠和團(tuán)隊(duì)成員成功走出了這個(gè)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。

  “現(xiàn)在我們研發(fā)出的海水可降解材料可以在數(shù)分鐘到幾百天內(nèi)不同周期實(shí)現(xiàn)崩解或降解，它的降解周期和降解方式可以根據(jù)不同應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)控，未來我們希望這種材料的降解模式能夠智能化�！蓖醺駛b表示。 

  在近期于深圳舉行的旨在提升中國自主創(chuàng)新能力、加大先進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化的第一屆“率先杯”未來技術(shù)創(chuàng)新大賽上，這一技術(shù)位列30個(gè)優(yōu)勝項(xiàng)目之一。 

  中國已將生態(tài)環(huán)境保護(hù)提高到前所有未有的層面，在解決本國生態(tài)問題的同時(shí)也為解決全球環(huán)境污染問題貢獻(xiàn)中國智慧。