我們的世界日益塑膠化。早在 20 世紀 50 年代，人類每年僅生產 500 萬噸塑膠；而今天，這個數字已達到 4 億噸。由於塑膠可能需要數百年甚至數千年才能生物降解，因此幾乎所有的塑膠仍然存在，只有大約 20% 被焚燒。據估計，地球上目前已累積了 80 億噸塑膠——是所有動物生命總重量的兩倍。
這些塑膠大部分仍在汽車和房屋等產品中使用，但很多是垃圾；塑膠產量的 40% 用於包裝，而包裝通常在使用一次後就被丟棄。我們的一些塑膠垃圾被回收、負責任地焚燒或妥善填埋，但每年仍有數千萬噸被不當處理——在露天坑中焚燒或被遺棄汙染環境。塑膠汙染已在兩極和海底、我們的雲層和土壤、人類血液和母乳中被發現。如果情況繼續這樣下去，預計到 2016 年至 2040 年，流入海洋的塑膠年增長率將增加兩倍。
其影響是多方面的。碎片會使野生動物窒息和纏繞；甚至浮游動物也會以微塑膠而非食物為食，從而改變海洋中的氧氣含量。塑膠中使用的一些化學物質——包括使塑膠具有柔韌性或阻燃性的新增劑——會滲入水、土壤或我們的身體。其中一些物質是致癌物或內分泌干擾物，能夠干擾發育或生殖。我們終生暴露於這種化學混合物中的淨影響很難理清，但最近一項研究得出結論，2018 年，這給美國額外增加了 2490 億美元的醫療保健支出。
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代表們目前正在制定世界首個塑膠汙染條約，該條約預計將於今年年底完成。該條約可能會限制塑膠生產，逐步淘汰有問題的化學物質，並規範廢物管理方式——但該條約的雄心壯志還有待觀察。（見方框。）
伊莫金·納珀 (Imogen Napper) 是英國普利茅斯大學的海洋科學博士後，專門研究塑膠汙染，她是眾多科學家的其中之一，他們的研究正在為條約程序提供資訊。她的調查工作記錄了令人驚訝的地方的塑膠汙染，並指出了已納入世界各地政府法規的解決方案。Knowable Magazine 與她談論了塑膠問題以及我們所有人可以為此做些什麼。本次對話為了篇幅和清晰度進行了編輯。
您為什麼決定專注於塑膠汙染作為研究方向？
我很幸運在英國西南部的一個海邊小鎮長大。我不記得小時候有任何關於塑膠汙染或海灘清理的討論。但現在，回到家鄉，塑膠汙染是我們面臨的最明顯的環境挑戰之一，因為它太顯眼了。
我希望塑膠汙染可以被用作通往其他環境問題的門戶。氣候變化，我認為，是一個比塑膠汙染更大的難題。但對於塑膠汙染，我們擁有我們需要的所有工具——我們擁有潛在的解決方案，並且現在正在透過塑膠條約進行討論。我們有改變現狀的強烈願望。我們可以解決這個問題。
您和許多其他研究人員花費大量時間記錄塑膠在野外的存在地點以及如何到達那裡。為什麼這如此困難？
當涉及到土壤或水樣中的微觀碎片時，這需要大量的繁重工作。我花了很多時間在顯微鏡下觀察，試圖僅憑外觀來識別某物是纖維素（來自植物，如棉花）還是塑膠。你對此會很有眼力。但這可能非常棘手。
記錄較大、宏觀尺寸的塑膠塊的積累和分佈也不容易。塑膠有太多的來源、洩漏點和積聚場所。在我們的一項研究中，由埃克塞特大學的艾米麗·鄧肯 (Emily Duncan) 領導，我們將 GPS 標籤放入塑膠瓶中，並追蹤它們沿著恆河數千公里。這類工作有助於改進科學模型。
常用的估計是每年大約有800 萬噸大型塑膠進入海洋。我們對陸地知之甚少。技術正在變得越來越好，包括遙感、無人機和衛星影像。這將對未來幾年非常有用，以幫助我們準確識別有多少塑膠正在進入環境。
許多塑膠垃圾是一次性產品，被隨意丟棄：在英國，一項調查顯示，超過一半的塑膠垃圾與飲料有關，包括杯子、蓋子和吸管。但有些來源更令人驚訝，例如高速公路上輪胎磨損產生的微小塑膠顆粒。
這也讓我感到驚訝。它如此明顯——就在你眼前——但通常我們只是沒有考慮到它。研究在過去幾年才真正關注輪胎磨損，但據預測，輪胎磨損將成為最大的微塑膠單一來源之一——據估計，輪胎磨損佔進入海洋塑膠的 5% 到 10%。
在我們的實驗室裡，我們進行了大量關於服裝的研究。我想說，我們衣櫃中約有 60% 的衣物含有塑膠，如聚酯纖維、腈綸或天然纖維與合成纖維的混紡。我的博士研究的一個重要部分是建立一個洗衣機實驗室，我第一次測試了不同的面料，看看在一次典型的洗滌中會脫落多少纖維。
我們發現，腈綸的纖維脫落最多，每次洗滌為 70 萬根纖維。對於滌棉混紡，則少得多，約為 13 萬根纖維。這引發了關於我們如何以不同的方式製造衣服或改變洗衣機的討論。在法國，到 2025 年，所有新洗衣機都必須配備過濾器，這令人興奮。看看它如何發展將非常有趣。理想情況下，過濾器應該是可重複使用的，這樣我們就不會製造更多潛在的垃圾。有很多不同的選擇；獨立的測試將非常重要。
所有這些塑膠最終都去了哪裡？
你可以說塑膠真的無處不在。我們做了一些研究，發現在珠穆朗瑪峰峰頂下方發現了塑膠纖維。在某些地區，塑膠微纖維會順著排水管進入汙水處理廠；收集到的固體（稱為汙水汙泥）經過處理，然後通常作為肥料施用於農田。有證據表明，這些塑膠中的化學物質可以被植物吸收。
還有一些令人驚訝的生態影響。我讀到一些塑膠碎片，由於其深色，會吸收熱量，這意味著它們正在加速冰雪融化。
是的。塑膠還會升高沙子的溫度，這已在海龜築巢地被發現。海龜的性別取決於沙子的溫度。因此，我們最終可能會有更多的雌性海龜。
在塑膠壽命結束時，最好的處理方式是什麼？
垃圾填埋場雖然不理想，但如果做得好，確實可以控制和處理廢物。焚燒有利有弊；它可以消除塑膠，並可用於發電。許多小島嶼發展中國家可能會使用焚燒，因為它們沒有空間進行垃圾填埋，但焚燒通常是露天焚燒，這對地球或您的健康不利。
人們通常認為回收是黃金解決方案。但回收並非完全迴圈——回收的塑膠通常被製成質量越來越差的聚合物。在某個時候，它將無法回收。回收也會產生有問題的微塑膠。如果回收材料沒有市場，它最終可能會被填埋。
這些都無法從根本上解決問題。這只是在拖延問題。我堅信從源頭解決問題。我的導師理查德·湯普森 (Richard Thompson) 說，塑膠汙染就像浴缸溢水一樣。我們非常擅長拖地，但浴缸一直在溢水。我們需要做的是關掉水龍頭。
是否有傳統塑膠的良好替代品，例如可生物降解或可堆肥塑膠，或由植物而非化石燃料製成的生物塑膠？
我們對此進行了一些研究。我們做了一項關於可生物降解購物袋的研究：我們將它們埋在土壤中，將它們浸入海洋中，並將它們掛在外面三年。外面的那些完全分解成小碎片——塑膠並沒有消失，只是變小了。土壤和海洋中的那些仍然可以裝滿一袋子的東西。
今天銷售的可生物降解塑膠需要進入一個非常特定的廢物管理設施，該設施具有高溼度、高熱量，可能還需要一定的 pH 值才能消失。
今天使用的許多生物塑膠——例如生物聚乙烯——在化學成分上與其他塑膠相同，只是來源不同。它們是由植物碳而不是化石燃料碳製成的，但它們的行為可能與所有其他塑膠完全相同。如果它們仍然是一次性的，那會更好嗎？
人們在替代產品方面做了很多工作，但我們需要小心，確保它們實際上對我們的健康和環境更好。
塑膠條約（見方框）進展如何？
這將需要大量的討論，如果它能在今年完成，我會很高興，但實際上，我認為這需要更多的時間。要讓各國同意採取堅決的行動是很困難的，因為這在很大程度上取決於金錢——既有製造塑膠可以賺到的錢，也有處理廢物所需的成本。
這是一個我們擁有的絕佳機會，在全球範圍內，我們可以就如何保護我們的星球達成統一的決定。該條約需要雄心勃勃，需要具體，並且需要具有約束力。
認為某些塑膠可能會被禁止是否合理？
立法已經禁止某些國家或地區的某些塑膠和新增劑。我們的實驗室量化了美容產品中的微珠：我們發現一瓶洗面奶中可能含有 300 萬個微珠。因此，你手上擠一點就可能有數千個。我們進行了這項研究，發表了它，然後有一天我來上班，我的收件箱裡收到了來自記者的無數電子郵件。這引起了很大的轟動。並且有像“擊敗微珠”這樣的活動，因為消費者不想用塑膠洗臉。
因此，消費者開始抵制這些產品，然後行業自願去除了微珠，並在他們自己的營銷中展示了這些資訊。然後，世界各地的政府開始禁止在洗面奶中使用微珠。
研究的全部意義在於提供資訊。然後，有了這些資訊，人們就可以將其向前推進並做出改變。我感到非常榮幸能夠處於我可以參與其中的位置。
如果您負責，您會禁止特定的塑膠或化學物質嗎？
我會反過來問這個問題：我會保留什麼？我們不需要我們製造的所有塑膠。與其使用我們一無所知的大量化學新增劑混合物，不如我們列出一個我們可以使用的化學物質清單。
當我開始攻讀博士學位時，我錯誤地認為塑膠是邪惡的。塑膠非常有用，可以解決其他環境和健康問題。塑膠可以保持我們的食物新鮮，而食物浪費是一個巨大的問題。在疫情期間，它幫助人們保持安全。它很輕巧，因此產品運輸所需的能源更少。
但是，讓我們從我們設計它的時候就開始思考，我們如何才能確保它是可持續的？通常，我們並沒有在一開始就考慮這個問題，而是在其壽命的盡頭才考慮它。
條約時間表
2022 年，聯合國環境大會上的 175 個國家同意在 2024 年之前起草一項具有法律約束力的塑膠汙染條約。這項工作目前正在進行中，但進展緩慢，令觀察家們懷疑它是否會按計劃在今年 12 月在韓國釜山舉行的會議上完成——如果完成，它將有多大的雄心。
2023 年，代表們釋出了一份更新的、70 頁的預草案，概述了要解決的問題，以及如何解決這些問題的一些選項。這些問題涵蓋了塑膠的整個生命週期——從塑膠的生產（包括生產過程中排放的溫室氣體），到塑膠的用途（包括作為一次性產品和微珠），再到回收和廢物管理。稅收計劃和為較貧窮國家的能力建設提供資金等主題也得到了關注。
每個問題的選項範圍從強硬到溫和：例如，即使是條約既定目標的選項，也從“結束塑膠汙染”到更溫和的“保護人類健康和環境免受塑膠汙染”不等。
許多觀察員在 2023 年 11 月在內羅畢舉行的條約第三次會議上表示，就堅定的解決方案達成協議似乎遙遙無期，包括沙烏地阿拉伯在內的一些化石燃料資源豐富的國家的代表反對實施嚴格的生產上限。分析師指出，隨著地球打擊為能源燃燒化石燃料，石油工業越來越關注塑膠生產，將其視為一個有利可圖的市場。
另一方面，由挪威和盧安達等國領導的一個國家集團——被稱為“高遠大聯盟”——正在推動採取強有力的行動。“這有點像過山車，”伊莫金·納珀 (Imogen Napper) 在普利茅斯大學的博士生導師、海洋生物學家理查德·湯普森 (Richard Thompson) 說；他作為獨立科學家有效塑膠條約聯盟的協調員之一參加了條約會議。“在一個方向上有很大的支援和吸引力——但半小時後，情況似乎發生了轉變。”
一項科學模型表明，要將管理不善的廢物量降下來，需要採取一系列極其雄心勃勃的政策。例如，根據該模型，到 2050 年將管理不善的塑膠廢物減少 85%，將需要實施以下措施：將一次性包裝減少 90%，將原生塑膠產量限制在 2025 年的水平，並強制規定至少 40% 的塑膠被回收利用，並且超過 40% 的新產品由回收成分製成——以及重稅和超過 2000 億美元的全球廢物基礎設施投資。
科學家們也在認真思考條約提議的關注聚合物和化學品清單，該清單可用於指導在特定日期前實施禁令，或僅用於鼓勵監管。例如，這樣的清單可以包括聚氯乙烯 (PVC) 和聚苯乙烯——經常被環保組織稱為“有毒二物”——以及包括鄰苯二甲酸鹽在內的新增劑（鄰苯二甲酸鹽通常用於使 PVC 更柔韌，其中一些是內分泌干擾物）。
許多分析師和相關觀察員希望看到塑膠條約以《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》為藍本，該議定書於 1986 年以明確的、有時限的承諾逐步淘汰了特定的化學物質，如氯氟烴。但另一種選擇是，它可以更像《巴黎氣候變化協定》，該協定允許各國自行確定行動目標。這可能更容易達成一致，但雄心較小。
“讓所有這些國家就所有細節達成一致是很困難的，”湯普森說。在定於今年 4 月在加拿大渥太華舉行的下一次會議上，事態將如何發展還有待觀察。
湯普森仍然對社會使用塑膠方式的重大改變抱有希望。“它太便宜了，我們可以使用幾秒鐘就扔掉。這就是問題所在，”他說。但是，他補充道，“這是一個我們可以解決的問題。”
——尼古拉·瓊斯
本文最初發表於 Knowable Magazine，這是 Annual Reviews 旗下的一項獨立新聞事業。註冊新聞通訊。