央廣網(wǎng)北京4月20日消息 據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道，近期，有國際研究團隊發(fā)現(xiàn)：塑料垃圾薄膜可以與巖石發(fā)生化學結(jié)合，并首次揭示了環(huán)境中塑料與巖石之間的化學鍵。這一發(fā)現(xiàn)使科學家越發(fā)認識到塑料已成為地球地質(zhì)的一部分。相關(guān)論文已發(fā)表于《環(huán)境科學與技術(shù)》雜志。

　　在2020年，地質(zhì)學家發(fā)現(xiàn)巴西的沉積巖中含有內(nèi)嵌的塑料瓶蓋、塑料耳環(huán)和其他垃圾。其他科學家也發(fā)現(xiàn)了“塑料球”，它們是由熔化的塑料將巖石、沙子、其他天然和人造材料黏合在一起形成的。而在這次研究中，清華大學土壤和地下水科學家侯德義和同事在我國西南地區(qū)的一條小溪附近發(fā)現(xiàn)了被塑料薄膜包裹的巖石，這是全球首次在淡水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)“塑料巖石”這種復(fù)合體。

　　“塑料巖石”究竟是如何形成的？難以降解的塑料為何能與巖石發(fā)生化學結(jié)合？治理塑料污染是否有新的技術(shù)突破？

　　“長在”巖石上，存于地質(zhì)中

　　清華大學環(huán)境學院土壤與地下水環(huán)境教研所所長侯德義教授介紹，“塑料巖石”是在西南地區(qū)開展野外調(diào)查時偶然發(fā)現(xiàn)的。被發(fā)現(xiàn)的塑料巖石大概有成年人手掌大小，與小溪邊看到的普通石頭沒有太大區(qū)別，最主要的特點是通過肉眼能明顯看到塑料與巖石發(fā)生了融合，就像塑料長在巖石上一樣。

　　事實上，此前海外已有地質(zhì)學家在海島的沙灘上發(fā)現(xiàn)了塑料與巖石的復(fù)合體，但其主要是在高溫熔化及海浪拍打等物理作用下的結(jié)合。而此次發(fā)現(xiàn)的塑料巖石是首次在陸地系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)，并且發(fā)現(xiàn)其存在化學鍵的結(jié)合，使其可能長期保存在環(huán)境中，變成沉積巖的巖層，永久保存在地球的地質(zhì)記錄中。

　　不是所有塑料與巖石的結(jié)合都叫“塑料巖石”

　　人類生產(chǎn)制造的塑料為何能與大自然中的巖石發(fā)生化學上的結(jié)合？侯德義表示：“這需要從塑料本身的化學結(jié)構(gòu)說起。”塑料本質(zhì)上是一種鏈狀高分子聚合物，由1000個以上的單體小分子通過化學鍵連接而成。侯德義形象地把塑料類比成手串，單體小分子就是手串上的小珠子，將“珠子”串成“手串”的過程叫做聚合反應(yīng)。塑料降解指的是鏈條全部斷裂，“珠子”全都散落下來并破碎掉，最終變成二氧化碳和水，但這樣的降解在自然條件下絕非易事。

　　受自然環(huán)境中紫外線的驅(qū)動，塑料中的碳原子更容易與氧氣中的氧原子結(jié)合。在此基礎(chǔ)上，由于巖石的主要成分是二氧化硅，碳原子又可以通過氧原子與巖石中的硅原子發(fā)生化學結(jié)合。其中，氧原子起到了橋梁的作用，從配位化學的角度而言，相當于形成了穩(wěn)定的配位鍵，從而把塑料和巖石緊密結(jié)合在了一起。

　　雖然聚丙烯（PP）塑料和聚乙烯（PE）塑料都能與巖石發(fā)生結(jié)合，且外觀上差別不大，但前者是物理上的結(jié)合，后者是與巖石形成了較為穩(wěn)定的配位化學鍵。侯德義推測主要有兩個原因：一是聚乙烯與聚丙烯中的碳原子化學狀態(tài)不同，聚乙烯中的碳原子更容易被氧原子攻擊；二是在紫外線的照射下，聚乙烯塑料比聚丙烯更容易發(fā)生能級躍遷，從而被氧化形成配位鍵。

　　令人擔憂的不只是影響地質(zhì)

　　微塑料是指尺寸小于5mm的小塑料顆粒或碎片，分為一次微塑料和二次微塑料。一次微塑料也稱為初級微塑料，是工業(yè)生產(chǎn)中直接合成的小顆粒，例如牙膏或洗面奶中的磨砂微珠；二次微塑料也稱為次級微塑料，是指大片塑料受環(huán)境老化作用，破裂形成的塑料顆粒或碎片，如碎裂的農(nóng)膜、汽車輪胎磨損產(chǎn)生的橡膠顆粒等。

　　研究發(fā)現(xiàn)，塑料巖石也會向環(huán)境中釋放微塑料。在微生物群落的代謝活動以及紫外線等這類高能射線的作用下，巖石表面的塑料可能會進一步破碎，生成更小的塑料顆粒。這些微塑料在大氣中長途運輸，容易被水生生物攝入，造成一定的生態(tài)風險。

　　為觀察巖石上的塑料會脫落多少微塑料，侯德義團隊分離部分塑料薄片，在實驗室中將其置于干濕循環(huán)作用下，模擬實際環(huán)境中被雨水沖刷的情形。結(jié)果顯示，這種情況下，微塑料能夠大量產(chǎn)生，其生成速率比實驗室模擬的其他自然環(huán)境下的微塑料生成速率還要高幾個數(shù)量級。

　　日常生活中塑料產(chǎn)品無處不在，全面禁止并不現(xiàn)實。侯德義表示，未來需要利用技術(shù)和管理手段從源頭防控和末端治理兩個方向來減少塑料污染問題。

　　監(jiān)制：梁悅

　　記者：鶴佳

　　編輯：羅江 馬千雯