海洋塑料污染问题一直威胁着海洋生态系统、人类健康以及全球经济发展。科技的进步则为人们提供了解决这一世界难题的希望。本文介绍了6种当前较具前景的创新解决方案，从阻止塑料流入海洋，到清理现有的海洋塑料垃圾，再到将塑料废物进行分解转化，它们涵盖了塑料生命周期的不同阶段，为解决海洋塑料问题提供了新思路。

截断河流里的塑料垃圾


相关研究显示，在进入海洋的塑料垃圾中，有88%到95%来自10条位于世界各地的核心河流。所以，在河流阶段就通过拦截装置拦住塑料垃圾，就有可能避免海洋塑料污染的增长。例如在巴尔的摩港，环境科学家、造船商与当地组织合作发明了一个名叫“垃圾轮先生”的河流垃圾回收装置，装置外形是一个张着大嘴的卡通形象，通过水力和太阳能驱动。河道垃圾会顺着装置围栏流到河口，并被传送带送至顶部，倒入浮动驳船上的垃圾箱中，垃圾箱装满后就会被拖走进行焚烧发电。如今，共计有4个垃圾轮装置共同工作，每年可从巴尔的摩港收集大约500吨垃圾和碎片。它们个性的外形也形成了独特的“垃圾轮家族”IP，经常被用于对当地公众进行环保教育，并为地方政府提供河道垃圾管理的参考数据。

将塑料垃圾变成货币


塑料垃圾数量庞大，推动入海前的垃圾回收很有必要“发动群众”。为此，一家名为“塑料银行”的社会企业在菲律宾、印度尼西亚、泰国、巴西和埃及等地沿海、沿河的500余个贫困社区开设了一种特殊的“便利店”，当地居民可以将塑料垃圾收集起来送到这里，再通过注册相应的手机应用，将塑料垃圾兑换成现金、日常必需品、当地社会福利，或者直接用数字货币支付一部分生活账单。手机应用可通过区块链技术记录每笔交易，实现可追溯、可验证。被收集后的塑料则会被送往合作商处，加工为再生塑料原料，并由支持这一项目的商业品牌重新应用到产品和包装中。目前，“塑料银行”已收集了15.6万吨塑料垃圾，相当于78.4亿个塑料瓶，5.6万贫困居民通过参与其中获得了收入，缓解了贫困。

用卫星监测海洋塑料



在不同的海域，海洋塑料的情况会有所差别。要想合理投入技术和人力，就需要进行准确监测。2016年，NASA创建并发射了一个简称为“CYGNSS”的气旋全球导航卫星系统，该系统使用八颗微型卫星来观测海洋水面的粗糙程度，从而测量海洋风速，提高预测飓风的能力。不久后，科学家们发现，这个系统还可以监测水中微塑料的浓度：水面越光滑，就越有可能含有高浓度微塑料。不仅如此，该系统还能跟踪微塑料进入海洋的位置与时间、在海洋中的移动方向以及最终汇聚的区域，这些数据可以有效提升相关组织和项目清理海洋塑料垃圾、保护水生生物的能力，并为进一步研究微塑料对生态系统的影响做出贡献。目前，已经有一些专门从事海洋垃圾清理的企业或组织开始应用这些数据开展实践。

研发海洋清理系统



海洋塑料主要堆积在五个海洋垃圾带中，最大的一个是位于夏威夷和加利福尼亚之间的大太平洋垃圾带。荷兰非营利组织Ocean Cleanup就借助上述NASA卫星数据，为收集太平洋垃圾带的塑料而研发出了一套海洋清理系统。该系统由一个3米深的大型浮网状障碍物组成，俯瞰如一个巨大的U形，两端船只的缓慢拖曳会引起的海水的自然流动，将塑料引导至中央截留区，并定期将塑料垃圾收集到甲板进行初步分拣、包装，最终送到陆地上的回收设施。目前，该系统已经升级到了第三代，该组织也已在河流和海洋中清除了大约2000万公斤的塑料垃圾。值得注意的是，这种技术也被质疑会影响到海洋生物和一些漂浮在海面下的特殊生态系统，为此，该组织也还在不断改进系统对海洋生物的可靠性和安全性。

直接分解水中微塑料



一些研究人员还在探索利用纳米技术清理污水中微塑料的方法。例如，一个由中国和澳大利亚科学家组成的研究小组发明了一个只有头发直径那么细、形状像弹簧，上面涂有氮和锰的微型碳磁线圈，入水后，两种化合物会与纳米线圈相互作用，产生高活性氧分子，从而将微塑料降解为盐类化合物、二氧化碳和水组成的无害混合物，而且这个过程不会对其他水生生物造成任何伤害。在早期实验中，纳米线圈可以在8小时内将水中的微塑料减少30%~50%。另一个由瑞典和黎巴嫩科学家组成的团队则在开发一种用在塑料上的纳米涂层，带有涂层成分的微塑料经过数周的阳光照射，数量可减少65%。这些技术被认为有望在未来应用于污水处理厂，在污水中的微塑料进入河流和海洋之前，就将其消除。

塑料垃圾可以被 “吃掉”



聚合物材料的外源性和极低可降解性导致了巨大的环境污染和许多健康危害，而生物技术则是解决这一问题的最重要科学解决方案之一。例如，科学家们曾在日本的垃圾场发现了一种名为“Ideonella Sakaiensis 201-F6”的酶。这种酶可以将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET塑料）中的碳作为食物“消化”掉。为了加快其分解效率，近年来，一些国际科学家团队对这种酶的分子组成进行了修改调整，目前已使其消耗速度提高了大约20%。另一种在巴基斯坦的垃圾场发现的“Aspergillus tubingensis”真菌，则可以在几周内水解多种常见聚合物中的化学键，将降解后的小分子吸收并用作生长和繁殖的能量来源。如果这种真菌可以大规模应用，就有可能解决许多塑料，特别是聚酯聚氨酯（PU塑料）被处理后会产生有毒残留物的问题。


文丨朱琳
来源丨可持续发展经济导刊
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