導語

《科學》雜志在其2021年7月2日一期中專門開辟了一個特別專題介紹塑料的環境污染問題，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、兩篇新聞特寫、一篇政策討論和一篇研究報道，這種密集報道在《科學》雜志是不常見的，它足以反映出塑料問題的重要性和社會關注度。

一個好消息：數據的重要性

在這些文章中，最引人注意的是在107頁題為“消失的海洋塑料沉積：隨河而逝 (The Missing Ocean Plastic Sink: Gone with the Rivers）”。看完此文，讀者會長出一口氣，告訴自己，這是一個好消息，到2050年，海洋中的塑料總量不會比魚多了。

眾所周知，對于塑料污染的這一波的嚴重關注來源于《科學》雜志在2015年2月13日的一篇發文，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根據其所掌握的數據和一些假設推斷得出結論，每年有4.8到12.7百萬噸的塑料廢料進入海洋。這就是以后普遍認為的每年有8百萬噸廢塑料入海的源頭所在。基于這個論斷，艾倫麥克阿瑟基金會在其2016年的《新塑料經濟》報告中首次提出了如果按現有經濟模式不對塑料廢棄進行更好的管理，到2050年海洋中塑料的總重量將超過魚類。這個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，那將是一個多么可怕的世界！與此同時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，刺激著公眾的視覺神經，大家開始真正將塑料的污染危害和自己聯系起來，意識到了它的嚴重性，甚至“恨”烏及屋，把對塑料污染的負面印象擴展到了對整個塑料的反對。

然而這種塑料年入海量8百萬噸的結論在學術界是一直面臨一個挑戰的，它和另一個人類觀察的事實不匹配，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到幾十萬噸的規模，比上述的塑料入海的百萬級規模小1-2個數量級，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，也就是說從物理性能角度這些海洋塑料都應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，科學界提出了一些叫做“塑料沉降（plastic sink)”的假說來解釋這些消失的應該漂浮的塑料，如海洋生物附著，洋流力，塑料微塑料化等等理論，但是還是無法完全自圓其說，如在塑料消失的時間長短上。當然上述這些研究假說都是有意義的科學探索，它們都是試圖來解釋塑料年入海8百萬噸的正確性。

德國科學家Weiss和Ludwig等人（視頻如下）在發表于這期《科學》的研究報告中提出了另一種顛覆性的觀點，他們認為2015年那篇《科學》文章的假設和計算存在很多問題，在那里塑料的實際入海量被人為地過高估計了。Weiss和Ludwig根據一些新的微塑料數據和深入的統計分析方法提出廢塑料的入海量被高估了2-3個數量級，也就是說人們沒有發現那么多海洋漂浮塑料不是因為大部分入海塑料都沉入海底了，而是因為根本就沒有那么多塑料流入海洋。這個報告和國內一些單位關于中國幾條大河帶入海洋的塑料量遠遠低于國際上估算量的認識是一致的。國際上認為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，它們是長江、黃河、海河和珠江，排名分別是1、3、4和7, 其中僅長江一條河的塑料入海量就有1.5百萬噸，這顯然是和國內的統計數據有非常大（數量級）的差別的。

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這里拋開每年到底有多少廢塑料入海的科學問題不談，我們要提出的一個問題是廢棄塑料的數據及其真實性是多么的重要。如果一個塑料污染治理和塑料循環經濟的方針政策是建立在不確切的數據基礎上，如果社會的認知不是來源于科學家經過反復推敲證實的事實或理論，如果人們的熱情和解決問題的努力不是建立在問題真實性的基礎上，那么我們能期待什么良好的結果呢？公益組織在發揮他們擅長的宣傳能力之前，是不是要在數據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候是不是也應該兼聽則明？

塑料的危害：潛在和真實， 分清主次還是胡子眉毛一把抓

無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計方法），廢塑料的年產生量大大超過了它的處理和再利用的量, 這是個不爭的事實，大量的塑料泄露到環境中，在陸地、海洋、空氣或食物鏈中。當一種材料的環境泄露超過它的可逆清理能力時，它就成為了Macleod等人在此《科學》專題中提出的“難可逆污染（poorly reversible pollution)”。

塑料污染會帶來一系列的或大或小、或真實或潛在，或眼前或遙遠的危害，Macleod等人在文中指出它們包括：

1）對碳循環和食物鏈營養循環帶來變化；

2）對土壤、沉積和水等生態系統生存環境帶來變化；

3）對瀕危物種或關鍵物種的生物危害；

4）（生物）毒性；

5）社會危害。

從數量上看，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數據可作比較：到2015年，人類生產的塑料含有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，6億噸的碳經焚燒排放了（其中2015年塑料的焚燒排放量是7千萬噸，只占當年人類焚燒化石燃料產生碳排的不到1%），其它進入了自然（填埋和泄露）；相比較，人類自身總碳原子量是6千萬噸，地球上所有動物碳原子總量是20億噸；土壤中總的有機碳是1.5-2.4萬億噸，海洋中有機碳是約7千億噸。當然這些數據的正確性和準確性需要多方印證，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很小的量；

b）當前塑料焚燒所產生的碳排只占燃燒化石燃料碳排的<1%；

C）人類生產的塑料碳總量已經是全球動物碳總量的3倍以上了，這不是一個小數目。

這么多的塑料進入了自然，它們不可避免地會被動物誤食，從而進入食物鏈，引起上面提到的1）和3）的危害，這也是這期《科學》中文章“如何全面理解成為進化陷阱的塑料吞食（Plastic ingestion as an evolution trap: Toward a holistic understanding）”集中討論的問題。文中指出的一點很值得我們思考，人類對塑料污染的認識很大程度上來自于對海洋生態環境的研究，事實上在陸地水系、土壤和大氣系統塑料污染同樣存在，但是我們對它們的研究遠遠不足。

我們承認塑料污染對海洋生物產生了負面影響，造成了一定數量的海洋生物死亡，作為科學研究這部分海洋塑料的工作很重要；然而物種是自私的，人類是不是也應該多關注一下陸上塑料對人類自身帶來的利與弊？塑料給人類帶來了方便，防止了大批食物的腐爛，減少了人類為使用材料而對自然動植物的傷害；它的過度使用也造成廢塑料的堆積，對環境造成了影響。這個影響的程度和范圍是我們要研究的，以便于我們可以權衡利弊做出合理的最優化的行動方案，最大化地發揚塑料的利，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單的“塑料是壞東西，我們要停止使用它”的簡單粗暴的結論。我們也許應該把保護海龜的良心更多地放在讓自己和同伴更好地生活上，如果僅僅是為保護海洋生物，那停止海洋漁業生產比停止塑料使用更直接有效。

了解一下塑料發展歷史也許會幫助那些保護海龜的“公益者們”認識到他們的片面。“生物基塑料的歷史迷思（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，臺球等的使用，這大大減少了人類對烏龜大象的殺戮；早期的生物基材料取材自然植物，如橡膠來自橡膠樹，賽璐璐、人造絲來自樟樹和其它森林樹木，這些材料的大規模使用造成了大片森林的消失，直到上世紀40-50年代，塑料可以大規模地從石油產品中制得，人類才擺脫了對自然生態資源的依賴和索求，開始大規模地生產出滿足人們生產生活需要的材料和制品。人類已經進步到了創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，如果一些方便的產品不由塑料提供，我們會用其它替代材料來提供，如玻璃、金屬甚至紙張，在這個前提下全面禁止塑料使用還是一個好的選項嗎？塑料本身不是問題，用后塑料的廢棄污染才是問題。所以解決問題的關鍵在于治理塑料污染，而不在于全面停止塑料使用。我們也許不用對那些“掃天下而不能掃一屋”的人或觀點那么在意。

路在何方：政策、實踐及科研

對于如何著手解決塑料污染問題，其實是存在一個比較明確的共識的，簡單說就是“禁-防-清“的三字方針，這在我們對歐美澳最新政策解讀的文章中已經闡述，在本期《科學》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議（A binding global agreement to address the life cycle of plastics)”的政策討論一文也體現了這一觀點。文中強調了需要制定一個全球統一的對各國家地區政府有約束力的協議來共同應對塑料污染，此協議的愿景是實現塑料零污染并且在整個生命周期塑料不對人類和環境帶來任何危害。

協議倡導的三個核心目標體現了上述的三字方針：

1）最小化地生產和使用塑料新料，包括禁止一些沒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）促進安全的塑料循環以防止塑料污染；

3）消除環境中的塑料污染 - 在停止塑料繼續泄露到環境的前提下對已經進入環境的塑料進行清理。

該文也強調了這個協議應該把塑料治理的政策方針從偏重于海洋塑料轉移到涵蓋陸地塑料上，把治理措施從集中在塑料產業鏈下游的塑料回收再生方面擴大到包括塑料產業鏈上游的設計和生產上來。文章提議此協議應由聯合國環境大會（United Nations Environment Assembly)這個全球最高層次的關于環境問題的決策機構領導制定，并透露在今年5月，秘魯和盧旺達兩國已宣布他們將在明年2月的聯合國環境大會上提出一個決議案來建立一個政府間協商委員會開始籌備這個協議的建設。

如何做到上述的1）、2）、3）點呢？這需要各國塑料價值鏈上下游企業緊密合作，在政策方針的大框架下積極探索切實可行的解決方案。這方面，中國是處理廢塑料能力最大的國家，國內的塑料回收再生企業通過長期的摸爬滾打積累了豐富的寶貴經驗。如果把治理塑料污染看成一個戰役的話，這些塑料產業鏈的下游企業就是前線的戰士，他們的經驗和意見應該和產業鏈上游企業分享和并獲得尊重，只有上下游企業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重要因素就是科技。本期《科學》專題介紹了兩個技術，一個是細菌酶降解塑料技術，一個是重新設計塑料聚合物鏈/單體，在高分子鏈上嵌入易斷裂鍵從而進行可控制的降解。兩者都是很有意義的科研方向，其出發點都是一樣的，把塑料分子降解下來；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，把塑料在環境中化解掉，讓它消失。先不說這種生物降解技術是否真正在實際中可行，這個目的本身在環保層梯上就很低，它把辛辛苦苦聚合生產出來的塑料價值在使用后就降解成小分子拋棄到環境中了，這是資源的浪費，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系。與此不同的是，這次《科學》介紹的兩種降解技術，降解只是手段，回收資源利用才是目的，它們是通過酶降解或可控化學降解，把塑料高分子打斷成小分子，然后回收純化小分子，并進一步通過化學轉化把這些小分子變成包括新塑料在內的化工用品，這其實是現在國際上非常熱點的解決塑料污染的化學回收（Chemical Recycling)的概念。

當然這兩個技術即便開發成功，也將會遇到很多工業化和商業化的挑戰，如酶降解的速度能不能滿足工業化生產，當此技術被大規模使用時，大量的酶或特殊的生產酶的菌種會不會帶來我們沒有預計到的其它危害？畢竟60多年前當塑料開始規模生產進入人類生活時，它被認為是人類創造的奇跡，到了今天由于塑料的龐大規模，它的弊端開始涌現。對于第二個技術-設計新分子，我們也需要考慮，如果這個新分子不能用現有的塑料產業料的設施來生產，人類有多大可能性會推倒現有的塑料工業，重建一個新的塑料工業?