我们的世界日益塑料化。早在 20 世纪 50 年代，人类每年仅生产 500 万吨塑料；而今天，这个数字已达到 4 亿吨。由于塑料可能需要数百年甚至数千年才能生物降解，因此几乎所有的塑料仍然存在，只有大约 20% 被焚烧。据估计，地球上目前已累积了 80 亿吨塑料——是所有动物生命总重量的两倍。
这些塑料大部分仍在汽车和房屋等产品中使用，但很多是垃圾；塑料产量的 40% 用于包装，而包装通常在使用一次后就被丢弃。我们的一些塑料垃圾被回收、负责任地焚烧或妥善填埋，但每年仍有数千万吨被不当处理——在露天坑中焚烧或被遗弃污染环境。塑料污染已在两极和海底、我们的云层和土壤、人类血液和母乳中被发现。如果情况继续这样下去，预计到 2016 年至 2040 年，流入海洋的塑料年增长率将增加两倍。
其影响是多方面的。碎片会使野生动物窒息和缠绕；甚至浮游动物也会以微塑料而非食物为食，从而改变海洋中的氧气含量。塑料中使用的一些化学物质——包括使塑料具有柔韧性或阻燃性的添加剂——会渗入水、土壤或我们的身体。其中一些物质是致癌物或内分泌干扰物，能够干扰发育或生殖。我们终生暴露于这种化学混合物中的净影响很难理清，但最近一项研究得出结论，2018 年，这给美国额外增加了 2490 亿美元的医疗保健支出。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
代表们目前正在制定世界首个塑料污染条约，该条约预计将于今年年底完成。该条约可能会限制塑料生产，逐步淘汰有问题的化学物质，并规范废物管理方式——但该条约的雄心壮志还有待观察。（见方框。）
伊莫金·纳珀 (Imogen Napper) 是英国普利茅斯大学的海洋科学博士后，专门研究塑料污染，她是众多科学家的其中之一，他们的研究正在为条约进程提供信息。她的调查工作记录了令人惊讶的地方的塑料污染，并指出了已纳入世界各地政府法规的解决方案。Knowable Magazine 与她谈论了塑料问题以及我们所有人可以为此做些什么。本次对话为了篇幅和清晰度进行了编辑。
您为什么决定专注于塑料污染作为研究方向？
我很幸运在英国西南部的一个海边小镇长大。我不记得小时候有任何关于塑料污染或海滩清理的讨论。但现在，回到家乡，塑料污染是我们面临的最明显的环境挑战之一，因为它太显眼了。
我希望塑料污染可以被用作通往其他环境问题的门户。气候变化，我认为，是一个比塑料污染更大的难题。但对于塑料污染，我们拥有我们需要的所有工具——我们拥有潜在的解决方案，并且现在正在通过塑料条约进行讨论。我们有改变现状的强烈愿望。我们可以解决这个问题。
您和许多其他研究人员花费大量时间记录塑料在野外的存在地点以及如何到达那里。为什么这如此困难？
当涉及到土壤或水样中的微观碎片时，这需要大量的繁重工作。我花了很多时间在显微镜下观察，试图仅凭外观来识别某物是纤维素（来自植物，如棉花）还是塑料。你对此会很有眼力。但这可能非常棘手。
记录较大、宏观尺寸的塑料块的积累和分布也不容易。塑料有太多的来源、泄漏点和积聚场所。在我们的一项研究中，由埃克塞特大学的艾米丽·邓肯 (Emily Duncan) 领导，我们将 GPS 标签放入塑料瓶中，并追踪它们沿着恒河数千公里。这类工作有助于改进科学模型。
常用的估计是每年大约有800 万吨大型塑料进入海洋。我们对陆地知之甚少。技术正在变得越来越好，包括遥感、无人机和卫星图像。这将对未来几年非常有用，以帮助我们准确识别有多少塑料正在进入环境。
许多塑料垃圾是一次性产品，被随意丢弃：在英国，一项调查显示，超过一半的塑料垃圾与饮料有关，包括杯子、盖子和吸管。但有些来源更令人惊讶，例如高速公路上轮胎磨损产生的微小塑料颗粒。
这也让我感到惊讶。它如此明显——就在你眼前——但通常我们只是没有考虑到它。研究在过去几年才真正关注轮胎磨损，但据预测，轮胎磨损将成为最大的微塑料单一来源之一——据估计，轮胎磨损占进入海洋塑料的 5% 到 10%。
在我们的实验室里，我们进行了大量关于服装的研究。我想说，我们衣柜中约有 60% 的衣物含有塑料，如聚酯纤维、腈纶或天然纤维与合成纤维的混纺。我的博士研究的一个重要部分是建立一个洗衣机实验室，我第一次测试了不同的面料，看看在一次典型的洗涤中会脱落多少纤维。
我们发现，腈纶的纤维脱落最多，每次洗涤为 70 万根纤维。对于涤棉混纺，则少得多，约为 13 万根纤维。这引发了关于我们如何以不同的方式制造衣服或改变洗衣机的讨论。在法国，到 2025 年，所有新洗衣机都必须配备过滤器，这令人兴奋。看看它如何发展将非常有趣。理想情况下，过滤器应该是可重复使用的，这样我们就不会制造更多潜在的垃圾。有很多不同的选择；独立的测试将非常重要。
所有这些塑料最终都去了哪里？
你可以说塑料真的无处不在。我们做了一些研究，发现在珠穆朗玛峰峰顶下方发现了塑料纤维。在某些地区，塑料微纤维会顺着排水管进入污水处理厂；收集到的固体（称为污水污泥）经过处理，然后通常作为肥料施用于农田。有证据表明，这些塑料中的化学物质可以被植物吸收。
还有一些令人惊讶的生态影响。我读到一些塑料碎片，由于其深色，会吸收热量，这意味着它们正在加速冰雪融化。
是的。塑料还会升高沙子的温度，这已在海龟筑巢地被发现。海龟的性别取决于沙子的温度。因此，我们最终可能会有更多的雌性海龟。
在塑料寿命结束时，最好的处理方式是什么？
垃圾填埋场虽然不理想，但如果做得好，确实可以控制和处理废物。焚烧有利有弊；它可以消除塑料，并可用于发电。许多小岛屿发展中国家可能会使用焚烧，因为它们没有空间进行垃圾填埋，但焚烧通常是露天焚烧，这对地球或您的健康不利。
人们通常认为回收是黄金解决方案。但回收并非完全循环——回收的塑料通常被制成质量越来越差的聚合物。在某个时候，它将无法回收。回收也会产生有问题的微塑料。如果回收材料没有市场，它最终可能会被填埋。
这些都无法从根本上解决问题。这只是在拖延问题。我坚信从源头解决问题。我的导师理查德·汤普森 (Richard Thompson) 说，塑料污染就像浴缸溢水一样。我们非常擅长拖地，但浴缸一直在溢水。我们需要做的是关掉水龙头。
是否有传统塑料的良好替代品，例如可生物降解或可堆肥塑料，或由植物而非化石燃料制成的生物塑料？
我们对此进行了一些研究。我们做了一项关于可生物降解购物袋的研究：我们将它们埋在土壤中，将它们浸入海洋中，并将它们挂在外面三年。外面的那些完全分解成小碎片——塑料并没有消失，只是变小了。土壤和海洋中的那些仍然可以装满一袋子的东西。
今天销售的可生物降解塑料需要进入一个非常特定的废物管理设施，该设施具有高湿度、高热量，可能还需要一定的 pH 值才能消失。
今天使用的许多生物塑料——例如生物聚乙烯——在化学成分上与其他塑料相同，只是来源不同。它们是由植物碳而不是化石燃料碳制成的，但它们的行为可能与所有其他塑料完全相同。如果它们仍然是一次性的，那会更好吗？
人们在替代产品方面做了很多工作，但我们需要小心，确保它们实际上对我们的健康和环境更好。
塑料条约（见方框）进展如何？
这将需要大量的讨论，如果它能在今年完成，我会很高兴，但实际上，我认为这需要更多的时间。要让各国同意采取坚决的行动是很困难的，因为这在很大程度上取决于金钱——既有制造塑料可以赚到的钱，也有处理废物所需的成本。
这是一个我们拥有的绝佳机会，在全球范围内，我们可以就如何保护我们的星球达成统一的决定。该条约需要雄心勃勃，需要具体，并且需要具有约束力。
认为某些塑料可能会被禁止是否合理？
立法已经禁止某些国家或地区的某些塑料和添加剂。我们的实验室量化了美容产品中的微珠：我们发现一瓶洗面奶中可能含有 300 万个微珠。因此，你手上挤一点就可能有数千个。我们进行了这项研究，发表了它，然后有一天我来上班，我的收件箱里收到了来自记者的无数电子邮件。这引起了很大的轰动。并且有像“击败微珠”这样的活动，因为消费者不想用塑料洗脸。
因此，消费者开始抵制这些产品，然后行业自愿去除了微珠，并在他们自己的营销中展示了这些信息。然后，世界各地的政府开始禁止在洗面奶中使用微珠。
研究的全部意义在于提供信息。然后，有了这些信息，人们就可以将其向前推进并做出改变。我感到非常荣幸能够处于我可以参与其中的位置。
如果您负责，您会禁止特定的塑料或化学物质吗？
我会反过来问这个问题：我会保留什么？我们不需要我们制造的所有塑料。与其使用我们一无所知的大量化学添加剂混合物，不如我们列出一个我们可以使用的化学物质清单。
当我开始攻读博士学位时，我错误地认为塑料是邪恶的。塑料非常有用，可以解决其他环境和健康问题。塑料可以保持我们的食物新鲜，而食物浪费是一个巨大的问题。在疫情期间，它帮助人们保持安全。它很轻巧，因此产品运输所需的能源更少。
但是，让我们从我们设计它的时候就开始思考，我们如何才能确保它是可持续的？通常，我们并没有在一开始就考虑这个问题，而是在其寿命的尽头才考虑它。
条约时间表
2022 年，联合国环境大会上的 175 个国家同意在 2024 年之前起草一项具有法律约束力的塑料污染条约。这项工作目前正在进行中，但进展缓慢，令观察家们怀疑它是否会按计划在今年 12 月在韩国釜山举行的会议上完成——如果完成，它将有多大的雄心。
2023 年，代表们发布了一份更新的、70 页的预草案，概述了要解决的问题，以及如何解决这些问题的一些选项。这些问题涵盖了塑料的整个生命周期——从塑料的生产（包括生产过程中排放的温室气体），到塑料的用途（包括作为一次性产品和微珠），再到回收和废物管理。税收计划和为较贫穷国家的能力建设提供资金等主题也得到了关注。
每个问题的选项范围从强硬到温和：例如，即使是条约既定目标的选项，也从“结束塑料污染”到更温和的“保护人类健康和环境免受塑料污染”不等。
许多观察员在 2023 年 11 月在内罗毕举行的条约第三次会议上表示，就坚定的解决方案达成协议似乎遥遥无期，包括沙特阿拉伯在内的一些化石燃料资源丰富的国家的代表反对实施严格的生产上限。分析师指出，随着地球打击为能源燃烧化石燃料，石油工业越来越关注塑料生产，将其视为一个有利可图的市场。
另一方面，由挪威和卢旺达等国领导的一个国家集团——被称为“高远大联盟”——正在推动采取强有力的行动。“这有点像过山车，”伊莫金·纳珀 (Imogen Napper) 在普利茅斯大学的博士生导师、海洋生物学家理查德·汤普森 (Richard Thompson) 说；他作为独立科学家有效塑料条约联盟的协调员之一参加了条约会议。“在一个方向上有很大的支持和吸引力——但半小时后，情况似乎发生了转变。”
一项科学模型表明，要将管理不善的废物量降下来，需要采取一系列极其雄心勃勃的政策。例如，根据该模型，到 2050 年将管理不善的塑料废物减少 85%，将需要实施以下措施：将一次性包装减少 90%，将原生塑料产量限制在 2025 年的水平，并强制规定至少 40% 的塑料被回收利用，并且超过 40% 的新产品由回收成分制成——以及重税和超过 2000 亿美元的全球废物基础设施投资。
科学家们也在认真思考条约提议的关注聚合物和化学品清单，该清单可用于指导在特定日期前实施禁令，或仅用于鼓励监管。例如，这样的清单可以包括聚氯乙烯 (PVC) 和聚苯乙烯——经常被环保组织称为“有毒二物”——以及包括邻苯二甲酸盐在内的添加剂（邻苯二甲酸盐通常用于使 PVC 更柔韧，其中一些是内分泌干扰物）。
许多分析师和相关观察员希望看到塑料条约以《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》为蓝本，该议定书于 1986 年以明确的、有时限的承诺逐步淘汰了特定的化学物质，如氯氟烃。但另一种选择是，它可以更像《巴黎气候变化协定》，该协定允许各国自行确定行动目标。这可能更容易达成一致，但雄心较小。
“让所有这些国家就所有细节达成一致是很困难的，”汤普森说。在定于今年 4 月在加拿大渥太华举行的下一次会议上，事态将如何发展还有待观察。
汤普森仍然对社会使用塑料方式的重大改变抱有希望。“它太便宜了，我们可以使用几秒钟就扔掉。这就是问题所在，”他说。但是，他补充道，“这是一个我们可以解决的问题。”
——尼古拉·琼斯
本文最初发表于 Knowable Magazine，这是 Annual Reviews 旗下的一项独立新闻事业。注册新闻通讯。