海洋表面漂浮著一堆堆垃圾的景象已成為號召解決塑料污染的宣傳畫,但這一挑戰(zhàn)比眼見的更大、更復(fù)雜。雖然塑料和微塑料(小于5毫米的顆粒)不斷累積并影響著海洋環(huán)境,但問題的根源很大程度上卻在于陸地污染。發(fā)表在《全球變化生物學(xué)》上的一項研究顯示,陸地塑料污染往往會流入海洋,其數(shù)量估計至少是海洋塑料污染的四倍。為了應(yīng)對這一日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),原子能機構(gòu)正在啟動一個協(xié)調(diào)研究項目,以解決陸地塑料污染問題。
澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)環(huán)境化學(xué)教授、最近發(fā)表的土壤中的微塑料研究報告的合著者Nanthi Bolan說:“土壤是通過土壤侵蝕和地表徑流進入海洋的微塑料的主要來源,土壤在污染物轉(zhuǎn)化和隨后轉(zhuǎn)移到其他環(huán)境組成部分(包括含有微塑料的海洋和含有氧化亞氮等排放氣體的大氣)的過程中起著重要作用。”塑料經(jīng)由填埋處置,或者經(jīng)由農(nóng)業(yè)使用塑料薄膜或施用受微塑料污染的堆肥,而沉降到土壤中。Bolan補充說:“與從陸地轉(zhuǎn)移的微塑料相比,直接處置到海洋中的塑料相對數(shù)量并不那么突出。微塑料比沙子、淤泥和粘土等土壤顆粒都輕,很容易進入水流?!?/p>
為了幫助減輕塑料污染及其對環(huán)境、生物和食物鏈的整體影響,原子能機構(gòu)與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織 (糧農(nóng)組織)合作,正在啟動研究與發(fā)展工作,利用核技術(shù)研究微塑料的去向。糧農(nóng)組織/原子能機構(gòu)糧農(nóng)核技術(shù)聯(lián)合中心水土管理和作物營養(yǎng)科科長Lee Heng說:“微塑料污染的溯源以及認(rèn)識的提升將非常有助于防止微塑料進入環(huán)境。此外,了解塑料和相關(guān)污染物的行為機制將有助于確定對環(huán)境的影響,以及利用微生物降解微塑料的潛力。”
2020年,原子能機構(gòu)購置了氣相色譜-燃燒-同位素比質(zhì)譜測定設(shè)備。其應(yīng)用之一就是特定化合物穩(wěn)定同位素技術(shù)。Heng解釋說,該技術(shù)將用于檢測各種微生物群對合成塑料基材的降解能力。除特定化合物穩(wěn)定同位素之外,還將利用碳同位素比研究微塑料的溫室氣體排放。塑料污染是加劇氣候變化的二氧化碳、甲烷和乙烯等溫室氣體的來源。
Bolan說:“我們通過填埋而隨意處置塑料,在化妝品中使用微珠,在紡織品中使用超細(xì)纖維,這些都造成了塑料污染。人們正努力生產(chǎn)可生物降解的塑料,這或許會為塑料污染提供某種解決方案,但生物塑料可能并非管理塑料污染的高招?!?/p>
常用可生物降解的塑料“在自然條件下仍保持其機械完整性,如果被海洋或陸地動物攝取,可能會造成身體傷害,”Bolan補充道,“在自然環(huán)境和工程環(huán)境中可生物降解的生物塑料的最終去向可能會是一個問題。填埋場厭氧環(huán)境中生物降解的一種產(chǎn)物是甲烷?!贝送?,這些生物塑料需要在高溫、曝氣和濕度受控的條件下才能完全降解。