央廣網北京4月20日消息 據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道，近期，有國際研究團隊發現：塑料垃圾薄膜可以與巖石發生化學結合，并首次揭示了環境中塑料與巖石之間的化學鍵。這一發現使科學家越發認識到塑料已成為地球地質的一部分。相關論文已發表于《環境科學與技術》雜志。

　　在2020年，地質學家發現巴西的沉積巖中含有內嵌的塑料瓶蓋、塑料耳環和其他垃圾。其他科學家也發現了“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的一條小溪附近發現了被塑料薄膜包裹的巖石，這是全球首次在淡水系統中發現“塑料巖石”這種復合體。

　　“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生化學結合？治理塑料污染是否有新的技術突破？

　　“長在”巖石上，存于地質中

　　清華大學環境學院土壤與地下水環境教研所所長侯德義教授介紹，“塑料巖石”是在西南地區開展野外調查時偶然發現的。被發現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別，最主要的特點是通過肉眼能明顯看到塑料與巖石發生了融合，就像塑料長在巖石上一樣。

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

　　不是所有塑料與巖石的結合都叫“塑料巖石”

　　人類生產制造的塑料為何能與大自然中的巖石發生化學上的結合？侯德義表示：“這需要從塑料本身的化學結構說起。”塑料本質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。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。

　　受自然環境中紫外線的驅動，塑料中的碳原子更容易與氧氣中的氧原子結合。在此基礎上，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生化學結合。其中，氧原子起到了橋梁的作用，從配位化學的角度而言，相當于形成了穩定的配位鍵，從而把塑料和巖石緊密結合在了一起。

　　雖然聚丙烯（PP）塑料和聚乙烯（PE）塑料都能與巖石發生結合，且外觀上差別不大，但前者是物理上的結合，后者是與巖石形成了較為穩定的配位化學鍵。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

　　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，是工業生產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，是指大片塑料受環境老化作用，破裂形成的塑料顆粒或碎片，如碎裂的農膜、汽車輪胎磨損產生的橡膠顆粒等。

　　研究發現，塑料巖石也會向環境中釋放微塑料。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作用下，模擬實際環境中被雨水沖刷的情形。結果顯示，這種情況下，微塑料能夠大量產生，其生成速率比實驗室模擬的其他自然環境下的微塑料生成速率還要高幾個數量級。

　　日常生活中塑料產品無處不在，全面禁止并不現實。侯德義表示，未來需要利用技術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。

　　監制：梁悅

　　記者：鶴佳

　　編輯：羅江 馬千雯