当前位置: 塑料 >> 塑料资源 >> 没想到一些动物非常爱吃塑料,消除白色
目前世界各国塑料的年产量大约为4亿吨左右,这个数值已经逼近全球总人口的重量。自上世纪中叶以来,全球塑料的总产量已经突破亿吨大关,平均每年递增4%左右,其中近10年的平均增长率达到了惊人的20%。这些塑料制品在完成使命之后,就会直接被释放到环境中,仅有10%左右的得到回收利用,还有不到15%的被直接燃烧,其余的四分之三则完全被我们丢弃到自然环境中,成为地球上越来越严重“白色污染”的来源。
塑料“白色污染”的危害
传统塑料绝大部分都是难以自然降解的,主要成分包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等,由于这些组成物质普遍具有耐热、无味、化学性质稳定、透光性强的特点,同时还具有热塑性强、聚合能力好的特征,在近百年的生产工艺不断优化进步的过程中,生产技术不断进步,成本也越来越低,塑料制品的实用性也越来越高,因此世界上塑料产品的生产总量呈现逐年增长的趋势,被广泛应用在食口包装、农用地膜、购物袋、餐盒以及各类生活用品、玩具等领域。
由于传统塑料制品的化学稳定性很高,在自然环境中不像其它很多有机物那样易于分解,有的塑料在自然界中可以长时间存在数十上百年,从而带来诸多问题,比如视觉的污染、影响土壤正常结构造成农作物减少、易被动物吞食、增大火灾发生几率、用于填埋所需的土地面积越来越大等等。
更为严重的是,被我们丢弃在环境中的这些传统塑料,由于它们都是由小有机分子聚合而成,在长时间的太阳辐射、风力迁移、河水冲刷等作用下,这些聚合后的有机分子之间会发生持续的化学键断裂现象,从而塑料逐渐从大变小,最后形成仅由若干小有机分子形成的塑料微粒,从而随着大气环流、水流、洋流和风力作用飘散到地球各个角落。
根据科学家们的监测,无论是在地球的南极、北极,还是在平均海拔最高的青藏高原,无论是陆地、岛屿,还是在最深的马里亚纳海沟底部,都有着这些塑料微粒的身影。这些塑料微粒由于体积非常小,直径仅有毫米级别,所以更容易被鸟类、鱼类、虾类所进食,就连南极洲的企鹅,超过三分之二的体内都有塑料微粒。由于塑料微粒在动物体内很难被消化,所以随着食物链逐级传递,吃“塑料”目前来看已经是地球上几乎所有食肉动物共同的“爱好”,人类同样不能幸免。
某些动物吃“塑料”的特殊技能
绝大多数的动物,在吃进塑料微粒之后,由于不能有效地进行消化,这些微粒就在消化系统中长期逗留,从而会引发消化不良、消化功能紊乱、营养吸收能力下降,严重的还会引发各种消化道疾病,甚至部分消化器官发生癌变。但是,有那么些动物,在吃进这些塑料微粒后,却能够将它们当成自己的“养料”,吃塑料真的乐此不疲呢!比如:
蜡螟,隶属于鳞翅目螟蛾科蜡螟亚科的昆虫,常见的种类主要以侵害蜂巢为主要代表的大蜡螟和小蜡螟,它们以蜂巢中的蜡质为食,通过吐丝造成蜜蜂的活动受限,严重的还会破坏蜂巢的结构,一旦工蜂群抵挡不住蜡螟的冲击,则整窝蜜蜂都被迫迁移。有养蜂人在捉到蜡螟以后,用塑料袋装起来,没想到这些蜡螟会快速地将塑料袋吃成“千疮百孔”的状态,从而顺利逃脱。
面包虫,隶属于鞘翅目多食亚目拟步甲科的昆虫,由于其体内含有丰富的脂肪、蛋白质以及多种营养元素,所以被广泛应用于动物饲料,现在还有不少人将其视为美食。有科学家做过实验,给面包虫喂一些塑料泡沫,没想到在很短的时间内,这些塑料全部被面包虫所“笑纳”,不但在体内被进一步分解,而且分解后的成分成为了它们增加体重的营养物质。和面包虫具备相同能力的还有大麦虫。
上述生物可以消化塑料的原因
之所以上述动物能够有效消化塑料微粒,而且还能够使其成为身体的物质营养来源,并不是由于它们的消化系统多么强大、消化液的酸度如何强,归根结底是这些动物的消化系统内(胃和肠道内),存在着某种能够直接降解塑料的微生物(以细菌为主),这些微生物的细胞中含有能够降解塑料的关键因素-酶。
通过科学家们的实验分析,他们在蜡螟、黄粉虫等可以消化塑料的昆虫肠道中,提取、分离并培养出了塑料降解细菌,而这些降解细菌的细胞中有两种酶能够直接与塑料有机分子产生反应,这两种酶被命名为PETase和MHETase。其中PETase的作用是,先将塑料微粒中的聚酯长链“切断”,MHETase的作用是再将变短的聚酯链转化为单个有机小分子。接下来,在细菌同化作用下,塑料的单个有机小分子再转化为乙二醇或者丙二醇等中间产物,最终形成二氧化碳和水。
另外,我国的科学家在印度谷螟幼虫、黄粉虫的体内分离培养出能够降解PE塑料的两种菌株,即肠杆菌属YT1和芽孢杆菌YP1,在这两种菌株以及黄粉虫、印度谷螟幼虫自身菌群的共同作用下,可以降解同化形成动物的自身组织,其实塑料碎片以及降解的中间产物,连同粪便一起排出体外,这些排泄物可以直接作为土壤的肥料,在自然界中能够自然进行分解。
应用前景
虽然科学家们通过大量的实验,证实了某些动物以及动物肠道内携带的某些细菌,具备降解塑料的能力,但是这种利用动物天然的方式进行塑料降解,效率并不高,主要原因有两个方面,一个是这些动物的体型都很小,体内微生物总量非常低;另一个方面就是这些昆虫包括其体内的微生物,对自然环境的适应性和耐受性都很差,因此不能直接进行推广应用。
所以,接下来,科学家们的重点研究方向,将是发现更多的能够降解塑料的微生物、对微生物进行适应性驯化和改造。比如在更高的温度下塑料降解速率会上升,而驯化出能够有效耐热的降解细菌群,可极大提高塑料降解的效率。再比如,将海洋中的某些单细胞藻类改造成可以降解塑料微粒的“加工厂”,可以有效缓解目前所发现的降解微生物都不适应海洋环境的难题,而且还具有很强的针对性,毕竟海洋是地球上塑料垃圾分布最多、遍及范围最广、污染最为严重的区域。
塑料在之前包括现在较长的时间内,极大地方便了人类的生活,但是由此而引发的环境污染越来越严重,塑料于人类来说,爱与恨交织在一起,要想将其完全转化为对人类、对环境没有危害的这个目标,我们还有很长的路要走。其实,最好的方法就是少用、尽量不用一次性塑料产品,转而利用可降解、易降解的替代产品,这样才是真正为地球上的每个生灵、最终为自己和子孙后代造福。