導(dǎo)語(yǔ)

《科學(xué)》雜志在其2021年7月2日一期中專門開辟了一個(gè)特別專題介紹塑料的環(huán)境污染問(wèn)題，專題名為“塑料：我們的兩難處境”，里面包含了四篇綜述、兩篇觀點(diǎn)、兩篇新聞特寫、一篇政策討論和一篇研究報(bào)道，這種密集報(bào)道在《科學(xué)》雜志是不常見的，它足以反映出塑料問(wèn)題的重要性和社會(huì)關(guān)注度。

一個(gè)好消息：數(shù)據(jù)的重要性

在這些文章中，最引人注意的是在107頁(yè)題為“消失的海洋塑料沉積：隨河而逝 (The Missing Ocean Plastic Sink: Gone with the Rivers）”?？赐甏宋模x者會(huì)長(zhǎng)出一口氣，告訴自己，這是一個(gè)好消息，到2050年，海洋中的塑料總量不會(huì)比魚多了。

眾所周知，對(duì)于塑料污染的這一波的嚴(yán)重關(guān)注來(lái)源于《科學(xué)》雜志在2015年2月13日的一篇發(fā)文，在這篇題為“從陸地到海洋的塑料廢棄物(Plastic waste inputs from land into the ocean)”的文章中，作者Jambeck根據(jù)其所掌握的數(shù)據(jù)和一些假設(shè)推斷得出結(jié)論，每年有4.8到12.7百萬(wàn)噸的塑料廢料進(jìn)入海洋。這就是以后普遍認(rèn)為的每年有8百萬(wàn)噸廢塑料入海的源頭所在?；谶@個(gè)論斷，艾倫麥克阿瑟基金會(huì)在其2016年的《新塑料經(jīng)濟(jì)》報(bào)告中首次提出了如果按現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)模式不對(duì)塑料廢棄進(jìn)行更好的管理，到2050年海洋中塑料的總重量將超過(guò)魚類。這個(gè)重磅信息炸開了一般民眾想象力的局限，海洋是魚類的家園，塑料如果有一天在海洋里比魚類都多，那將是一個(gè)多么可怕的世界！與此同時(shí)大量海龜被塑料纏繞、死亡海鳥胃里滿是塑料殘片以及第三世界國(guó)家河流充斥塑料垃圾，而一些孩童在里面游泳嬉戲的照片、視頻開始不斷出現(xiàn)，刺激著公眾的視覺神經(jīng)，大家開始真正將塑料的污染危害和自己聯(lián)系起來(lái)，意識(shí)到了它的嚴(yán)重性，甚至“恨”烏及屋，把對(duì)塑料污染的負(fù)面印象擴(kuò)展到了對(duì)整個(gè)塑料的反對(duì)。

然而這種塑料年入海量8百萬(wàn)噸的結(jié)論在學(xué)術(shù)界是一直面臨一個(gè)挑戰(zhàn)的，它和另一個(gè)人類觀察的事實(shí)不匹配，那就是在海洋中人類觀察到的漂浮塑料每年新增只有在幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)噸的規(guī)模，比上述的塑料入海的百萬(wàn)級(jí)規(guī)模小1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，而絕大部分入海塑料的密度，尤其是堆積密度是小于海水密度的，也就是說(shuō)從物理性能角度這些海洋塑料都應(yīng)該漂浮在海面上被人們觀察到。為了解釋這種邏輯上的不一致，科學(xué)界提出了一些叫做“塑料沉降（plastic sink)”的假說(shuō)來(lái)解釋這些消失的應(yīng)該漂浮的塑料，如海洋生物附著，洋流力，塑料微塑料化等等理論，但是還是無(wú)法完全自圓其說(shuō)，如在塑料消失的時(shí)間長(zhǎng)短上。當(dāng)然上述這些研究假說(shuō)都是有意義的科學(xué)探索，它們都是試圖來(lái)解釋塑料年入海8百萬(wàn)噸的正確性。

德國(guó)科學(xué)家Weiss和Ludwig等人（視頻如下）在發(fā)表于這期《科學(xué)》的研究報(bào)告中提出了另一種顛覆性的觀點(diǎn)，他們認(rèn)為2015年那篇《科學(xué)》文章的假設(shè)和計(jì)算存在很多問(wèn)題，在那里塑料的實(shí)際入海量被人為地過(guò)高估計(jì)了。Weiss和Ludwig根據(jù)一些新的微塑料數(shù)據(jù)和深入的統(tǒng)計(jì)分析方法提出廢塑料的入海量被高估了2-3個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是說(shuō)人們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)那么多海洋漂浮塑料不是因?yàn)榇蟛糠秩牒Ｋ芰隙汲寥牒５琢?，而是因?yàn)楦揪蜎](méi)有那么多塑料流入海洋。這個(gè)報(bào)告和國(guó)內(nèi)一些單位關(guān)于中國(guó)幾條大河帶入海洋的塑料量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際上估算量的認(rèn)識(shí)是一致的。國(guó)際上認(rèn)為90%以上的海洋塑料主要由全球的10條河流帶入，其中八條在亞洲，4條在中國(guó)，它們是長(zhǎng)江、黃河、海河和珠江，排名分別是1、3、4和7, 其中僅長(zhǎng)江一條河的塑料入海量就有1.5百萬(wàn)噸，這顯然是和國(guó)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有非常大（數(shù)量級(jí)）的差別的。

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這里拋開每年到底有多少?gòu)U塑料入海的科學(xué)問(wèn)題不談，我們要提出的一個(gè)問(wèn)題是廢棄塑料的數(shù)據(jù)及其真實(shí)性是多么的重要。如果一個(gè)塑料污染治理和塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方針政策是建立在不確切的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，如果社會(huì)的認(rèn)知不是來(lái)源于科學(xué)家經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲證實(shí)的事實(shí)或理論，如果人們的熱情和解決問(wèn)題的努力不是建立在問(wèn)題真實(shí)性的基礎(chǔ)上，那么我們能期待什么良好的結(jié)果呢？公益組織在發(fā)揮他們擅長(zhǎng)的宣傳能力之前，是不是要在數(shù)據(jù)的解釋和邏輯推理上更慎重一些呢？公眾在接受一些塑料危害宣傳的時(shí)候是不是也應(yīng)該兼聽則明？

塑料的危害：潛在和真實(shí)， 分清主次還是胡子眉毛一把抓

無(wú)論塑料入海的量是多少（這需要建立良好的廢塑料入海跟蹤統(tǒng)計(jì)方法），廢塑料的年產(chǎn)生量大大超過(guò)了它的處理和再利用的量, 這是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，大量的塑料泄露到環(huán)境中，在陸地、海洋、空氣或食物鏈中。當(dāng)一種材料的環(huán)境泄露超過(guò)它的可逆清理能力時(shí)，它就成為了Macleod等人在此《科學(xué)》專題中提出的“難可逆污染（poorly reversible pollution)”。

塑料污染會(huì)帶來(lái)一系列的或大或小、或真實(shí)或潛在，或眼前或遙遠(yuǎn)的危害，Macleod等人在文中指出它們包括：

1）對(duì)碳循環(huán)和食物鏈營(yíng)養(yǎng)循環(huán)帶來(lái)變化；

2）對(duì)土壤、沉積和水等生態(tài)系統(tǒng)生存環(huán)境帶來(lái)變化；

3）對(duì)瀕危物種或關(guān)鍵物種的生物危害；

4）（生物）毒性；

5）社會(huì)危害。

從數(shù)量上看，Stubbins等人在題為“地球體系中的塑料（Plastics in the Earth system)”文中引述了如下幾個(gè)數(shù)據(jù)可作比較：到2015年，人類生產(chǎn)的塑料含有69億噸的碳原子，其中22億噸碳原子存在于仍在使用的塑料里，6億噸的碳經(jīng)焚燒排放了（其中2015年塑料的焚燒排放量是7千萬(wàn)噸，只占當(dāng)年人類焚燒化石燃料產(chǎn)生碳排的不到1%），其它進(jìn)入了自然（填埋和泄露）；相比較，人類自身總碳原子量是6千萬(wàn)噸，地球上所有動(dòng)物碳原子總量是20億噸；土壤中總的有機(jī)碳是1.5-2.4萬(wàn)億噸，海洋中有機(jī)碳是約7千億噸。當(dāng)然這些數(shù)據(jù)的正確性和準(zhǔn)確性需要多方印證，但從半定量角度我們可以看到：

a）塑料含的碳和地球上總的碳量相比是一個(gè)很小的量；

b）當(dāng)前塑料焚燒所產(chǎn)生的碳排只占燃燒化石燃料碳排的<1%；

C）人類生產(chǎn)的塑料碳總量已經(jīng)是全球動(dòng)物碳總量的3倍以上了，這不是一個(gè)小數(shù)目。

這么多的塑料進(jìn)入了自然，它們不可避免地會(huì)被動(dòng)物誤食，從而進(jìn)入食物鏈，引起上面提到的1）和3）的危害，這也是這期《科學(xué)》中文章“如何全面理解成為進(jìn)化陷阱的塑料吞食（Plastic ingestion as an evolution trap: Toward a holistic understanding）”集中討論的問(wèn)題。文中指出的一點(diǎn)很值得我們思考，人類對(duì)塑料污染的認(rèn)識(shí)很大程度上來(lái)自于對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的研究，事實(shí)上在陸地水系、土壤和大氣系統(tǒng)塑料污染同樣存在，但是我們對(duì)它們的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。

我們承認(rèn)塑料污染對(duì)海洋生物產(chǎn)生了負(fù)面影響，造成了一定數(shù)量的海洋生物死亡，作為科學(xué)研究這部分海洋塑料的工作很重要；然而物種是自私的，人類是不是也應(yīng)該多關(guān)注一下陸上塑料對(duì)人類自身帶來(lái)的利與弊？塑料給人類帶來(lái)了方便，防止了大批食物的腐爛，減少了人類為使用材料而對(duì)自然動(dòng)植物的傷害；它的過(guò)度使用也造成廢塑料的堆積，對(duì)環(huán)境造成了影響。這個(gè)影響的程度和范圍是我們要研究的，以便于我們可以權(quán)衡利弊做出合理的最優(yōu)化的行動(dòng)方案，最大化地發(fā)揚(yáng)塑料的利，降低塑料的弊，而不是不分輕重、不做比較、不定量分析地做那種簡(jiǎn)單的“塑料是壞東西，我們要停止使用它”的簡(jiǎn)單粗暴的結(jié)論。我們也許應(yīng)該把保護(hù)海龜?shù)牧夹母嗟胤旁谧屪约汉屯楦玫厣钌?，如果僅僅是為保護(hù)海洋生物，那停止海洋漁業(yè)生產(chǎn)比停止塑料使用更直接有效。

了解一下塑料發(fā)展歷史也許會(huì)幫助那些保護(hù)海龜?shù)摹肮嬲邆儭闭J(rèn)識(shí)到他們的片面?！吧锘芰系臍v史迷思（The myth of historical biobased plastics)”一文中介紹了早期塑料用于取代龜殼和象牙在人類用品，如眼睛架，臺(tái)球等的使用，這大大減少了人類對(duì)烏龜大象的殺戮；早期的生物基材料取材自然植物，如橡膠來(lái)自橡膠樹，賽璐璐、人造絲來(lái)自樟樹和其它森林樹木，這些材料的大規(guī)模使用造成了大片森林的消失，直到上世紀(jì)40-50年代，塑料可以大規(guī)模地從石油產(chǎn)品中制得，人類才擺脫了對(duì)自然生態(tài)資源的依賴和索求，開始大規(guī)模地生產(chǎn)出滿足人們生產(chǎn)生活需要的材料和制品。人類已經(jīng)進(jìn)步到了創(chuàng)造材料滿足自己生活方便的程度，塑料起了很大作用，我們不可能退回到古代的生活，現(xiàn)代的方便生活方式我想要盡可能地保存，如果一些方便的產(chǎn)品不由塑料提供，我們會(huì)用其它替代材料來(lái)提供，如玻璃、金屬甚至紙張，在這個(gè)前提下全面禁止塑料使用還是一個(gè)好的選項(xiàng)嗎？塑料本身不是問(wèn)題，用后塑料的廢棄污染才是問(wèn)題。所以解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于治理塑料污染，而不在于全面停止塑料使用。我們也許不用對(duì)那些“掃天下而不能掃一屋”的人或觀點(diǎn)那么在意。

路在何方：政策、實(shí)踐及科研

對(duì)于如何著手解決塑料污染問(wèn)題，其實(shí)是存在一個(gè)比較明確的共識(shí)的，簡(jiǎn)單說(shuō)就是“禁-防-清“的三字方針，這在我們對(duì)歐美澳最新政策解讀的文章中已經(jīng)闡述，在本期《科學(xué)》的塑料專題中的題為”注重塑料生命周期的有約束力的全球協(xié)議（A binding global agreement to address the life cycle of plastics)”的政策討論一文也體現(xiàn)了這一觀點(diǎn)。文中強(qiáng)調(diào)了需要制定一個(gè)全球統(tǒng)一的對(duì)各國(guó)家地區(qū)政府有約束力的協(xié)議來(lái)共同應(yīng)對(duì)塑料污染，此協(xié)議的愿景是實(shí)現(xiàn)塑料零污染并且在整個(gè)生命周期塑料不對(duì)人類和環(huán)境帶來(lái)任何危害。

協(xié)議倡導(dǎo)的三個(gè)核心目標(biāo)體現(xiàn)了上述的三字方針：

1）最小化地生產(chǎn)和使用塑料新料，包括禁止一些沒(méi)有良好后處理手段的一次性塑料制品和最大可能地使用再生料；

2）促進(jìn)安全的塑料循環(huán)以防止塑料污染；

3）消除環(huán)境中的塑料污染 - 在停止塑料繼續(xù)泄露到環(huán)境的前提下對(duì)已經(jīng)進(jìn)入環(huán)境的塑料進(jìn)行清理。

該文也強(qiáng)調(diào)了這個(gè)協(xié)議應(yīng)該把塑料治理的政策方針從偏重于海洋塑料轉(zhuǎn)移到涵蓋陸地塑料上，把治理措施從集中在塑料產(chǎn)業(yè)鏈下游的塑料回收再生方面擴(kuò)大到包括塑料產(chǎn)業(yè)鏈上游的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上來(lái)。文章提議此協(xié)議應(yīng)由聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)（United Nations Environment Assembly)這個(gè)全球最高層次的關(guān)于環(huán)境問(wèn)題的決策機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)制定，并透露在今年5月，秘魯和盧旺達(dá)兩國(guó)已宣布他們將在明年2月的聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)上提出一個(gè)決議案來(lái)建立一個(gè)政府間協(xié)商委員會(huì)開始籌備這個(gè)協(xié)議的建設(shè)。

如何做到上述的1）、2）、3）點(diǎn)呢？這需要各國(guó)塑料價(jià)值鏈上下游企業(yè)緊密合作，在政策方針的大框架下積極探索切實(shí)可行的解決方案。這方面，中國(guó)是處理廢塑料能力最大的國(guó)家，國(guó)內(nèi)的塑料回收再生企業(yè)通過(guò)長(zhǎng)期的摸爬滾打積累了豐富的寶貴經(jīng)驗(yàn)。如果把治理塑料污染看成一個(gè)戰(zhàn)役的話，這些塑料產(chǎn)業(yè)鏈的下游企業(yè)就是前線的戰(zhàn)士，他們的經(jīng)驗(yàn)和意見應(yīng)該和產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)分享和并獲得尊重，只有上下游企業(yè)廣泛深入合作才能摸索出真正解決塑料污染的可行方法。

解決塑料污染另一個(gè)重要因素就是科技。本期《科學(xué)》專題介紹了兩個(gè)技術(shù)，一個(gè)是細(xì)菌酶降解塑料技術(shù)，一個(gè)是重新設(shè)計(jì)塑料聚合物鏈/單體，在高分子鏈上嵌入易斷裂鍵從而進(jìn)行可控制的降解。兩者都是很有意義的科研方向，其出發(fā)點(diǎn)都是一樣的，把塑料分子降解下來(lái)；然而其目的和以前的生物降解塑料的概念完全不同了。以前的生物降解，降解就是目的，把塑料在環(huán)境中化解掉，讓它消失。先不說(shuō)這種生物降解技術(shù)是否真正在實(shí)際中可行，這個(gè)目的本身在環(huán)保層梯上就很低，它把辛辛苦苦聚合生產(chǎn)出來(lái)的塑料價(jià)值在使用后就降解成小分子拋棄到環(huán)境中了，這是資源的浪費(fèi)，是二氧化碳的排放，這和塑料拋棄拋棄相比是五十步和百步的關(guān)系。與此不同的是，這次《科學(xué)》介紹的兩種降解技術(shù)，降解只是手段，回收資源利用才是目的，它們是通過(guò)酶降解或可控化學(xué)降解，把塑料高分子打斷成小分子，然后回收純化小分子，并進(jìn)一步通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化把這些小分子變成包括新塑料在內(nèi)的化工用品，這其實(shí)是現(xiàn)在國(guó)際上非常熱點(diǎn)的解決塑料污染的化學(xué)回收（Chemical Recycling)的概念。

當(dāng)然這兩個(gè)技術(shù)即便開發(fā)成功，也將會(huì)遇到很多工業(yè)化和商業(yè)化的挑戰(zhàn)，如酶降解的速度能不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)，當(dāng)此技術(shù)被大規(guī)模使用時(shí)，大量的酶或特殊的生產(chǎn)酶的菌種會(huì)不會(huì)帶來(lái)我們沒(méi)有預(yù)計(jì)到的其它危害？畢竟60多年前當(dāng)塑料開始規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)入人類生活時(shí)，它被認(rèn)為是人類創(chuàng)造的奇跡，到了今天由于塑料的龐大規(guī)模，它的弊端開始涌現(xiàn)。對(duì)于第二個(gè)技術(shù)-設(shè)計(jì)新分子，我們也需要考慮，如果這個(gè)新分子不能用現(xiàn)有的塑料產(chǎn)業(yè)料的設(shè)施來(lái)生產(chǎn)，人類有多大可能性會(huì)推倒現(xiàn)有的塑料工業(yè)，重建一個(gè)新的塑料工業(yè)?