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,但這一挑戰比眼見的更大、更復雜。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境,但問題的根源很大程度上卻在于陸地污染。發表在《全球變化生物學》上的一項研究顯示,陸地塑料污染往往會流入海洋,其數量估計至少是海洋塑料污染的四倍。為了應對這一日益嚴峻的挑戰,原子能機構正在啟動一個協調研究項目,以解決陸地塑料污染問題。
澳大利亞紐卡斯爾大學環境化學教授、最近發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,土壤在污染物轉化和隨后轉移到其他環境組成部分(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。”塑料經由填埋處置,或者經由農業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:“與從陸地轉移的微塑料相比,直接處置到海洋中的塑料相對數量并不那么突出。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。”
為了幫助減輕塑料污染及其對環境、生物和食物鏈的整體影響,原子能機構與聯合國糧食及農業組織 (糧農組織)合作,正在啟動研究與發展工作,利用核技術研究微塑料的去向。糧農組織/原子能機構糧農核技術聯合中心水土管理和作物營養科科長Lee Heng說:“微塑料污染的溯源以及認識的提升將非常有助于防止微塑料進入環境。此外,了解塑料和相關污染物的行為機制將有助于確定對環境的影響,以及利用微生物降解微塑料的潛力。”
2020年,原子能機構購置了氣相色譜-燃燒-同位素比質譜測定設備。其應用之一就是特定化合物穩定同位素技術。Heng解釋說,該技術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纖維,這些都造成了塑料污染。人們正努力生產可生物降解的塑料,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。”
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,“在自然環境和工程環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。填埋場厭氧環境中生物降解的一種產物是甲烷。”此外,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。