海洋的面积占了地球表面的70.8%，它的生态状况如何，对全球影响极大。如果没有健康的海洋，人类不仅实现不了可持续的发展，而且最终也可能走向毁灭。在近十几年来，一直致力于研究海洋的科学家们发现，如今每年有超过800万吨的塑料垃圾不断流入海洋，在未来地球上的海洋将会变成一大盆的“塑料汤”，而导致这种后果的凶手，正是在地球上生活的人类。
早在上个世纪90年代，科学家们就已经发现了这片海域的特殊性，当时就有学者认为这里或许就是排放在海洋的垃圾终点站。而在今年年初，许多科学家开始进一步采样研究，他们驾船进入太平洋并撒下大网，将垃圾回收并进行数据采样和记录，他们发现了这些垃圾其中就包括了有水瓶、瓶盖、牙刷、安全帽、围栏，大多数都是人类所丢弃的垃圾物品。根据采样进行的统计可得出的结论，在太平洋海域漂浮的塑料垃圾光是数量就已经达到了十几万吨，这一数据对于一个普通人来说，根本无法想象这些垃圾的具体数量到底是有多少。
不过科学家们却总结出一个结论，那就是人类往海洋排放的垃圾，每年大约能达到800万吨的数量。而前面我们所说出现在太平洋的垃圾只有十几吨，那这些未被发现的塑料垃圾究竟去哪里了？科学家们带着这个疑问首先从海洋沉积物进行研究，不久后他们的研究获得了一些答案。
全世界的发明家、科学家和企业家正在努力通过创新让我们摆脱这一困境。从塑料粉碎机到航拍无人机，再到微塑料溶解技术，他们正试图以一种聪明的方式去除海洋中的塑料——或者从源头上阻止塑料进入海洋。然而，还有些发明更为大胆，它们着眼于直接从公海中捞取塑料的艰巨任务。
即便我们做到上述所有工作，带来的变化仍将是渐进式的——需要数年，甚至数十年时间才能显现出来。在此期间，大量的塑料仍将继续进入河流，流向海洋。因此在我们找到摆脱塑料的办法之前，以下19项发明可以减少塑料的影响，或许还能缓解一些已经造成的损害。
方式一：河流净塑
1.
状似驳船的“拦截者”（The Interceptor）可以截留数千吨塑料，防止其进入海洋
这项技术由荷兰非政府组织“海洋清理”（The Ocean Cleanup）发明，其主体结构上连接着一条以一定角度横贯河流的屏障带，可将漂浮的塑料引入驳船中。塑料进入船内后沿着传送带进入“拦截者”的腹舱，在那里分类并准备回收。该装置使用太阳能供电，每天可清除超过50吨的塑料垃圾，目前已经在马来西亚、印度尼西亚和多米尼加共和国的三条河流中投入使用，但发明者的目标更高：他们希望最终在全球污染最严重1000条河流上部署“拦截者”，总共拦截数百万吨即将进入海洋的塑料。
2.
2014年以来部署在巴尔的摩市港口的塑料收集器——“垃圾轮先生”（Mr. Trash Wheel）
它的理念与“拦截者”类似，与其相比，它的规模较小，可使用太阳能和水力供电。带着喜感的金鱼眼装饰的“垃圾轮先生”可将围栏收集的塑料垃圾吸进“嘴”里。2014年以来还有两台极具魅力的塑料粉碎机加入了垃圾轮“大家庭”。它们已经从巴尔的摩的河流中收集了近1500吨的塑料垃圾和碎片。
3.
荷兰的气泡屏障（Great Bubble Barrier）借助横贯在河床上的一根带孔管道来拦截废弃物
这项发明采取更加抽象的方法来应对塑料污染问题。管道中充满空气时会释放密集的气泡流，从而在河道上形成一道塑料几乎无法通过的墙。垃圾随后被引导到河岸上等待收集和回收利用。
该发明早期试验表明，气泡墙可阻止86%的垃圾，同时还可提升河流中的氧气含量，支持水生生物。目前阿姆斯特丹的一条运河中安装了永久性的气泡屏障，以阻止塑料进入艾塞尔河、北海以及全球海洋。
方式二：监测计划
4.
利用摄像头收集可视数据来识别垃圾流向下游的流向位置，共享信息，便于城市管理者进行收集
在港口城市厦门的九龙江沿岸，研究人员安装了三个摄像头：它们的工作是追踪塑料垃圾流向海洋的缓慢过程。这是厦门大学开展的一个项目，利用摄像头收集的大量可视数据来识别垃圾流向下游的移动方式，帮助研究人员每天预测塑料污染第二天可能流向的位置。然后将信息与城市共享，以便城市管理者在垃圾流入海洋之前开展有效的收集工作。这种预测性的摄像头监测方法只是厦门为识别进入河流的垃圾源头而制定的更广泛的计划的一部分。
上图为厦门附近九龙江边一台塑料污染监测摄像机拍摄的图像。红色区域是计算机识别的漂浮垃圾。视觉监测技术只能侦测河流、湖泊和海洋表面的垃圾，不能发现沉在水中的塑料，也就是说只能揭示部分情况。尽管如此，它们仍为我们了解塑料垃圾挑战的规模提供了最佳的估计。
5.
利用人工智能训练计算机自动识别照片中的塑料污染
塑料监测的概念也推广到了其他城市。在英国伦敦的泰晤士河（the River Thames）、孟加拉国首都达卡的布里甘加河（the Buriganga River）、以及澳大利亚霍巴特市（Hobart）的雨水渠沿线，监测摄像头会时不时地拍下河道上漂过的垃圾的照片。这是澳大利亚联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSIRO）发起的国际项目的一部分。截至目前，项目已经从这三个城市的水体中收集了6000多张照片，并利用人工智能训练计算机自动识别照片中的塑料污染，将其归到30种分类中。已经发现最常见的垃圾是食品包装和塑料瓶。此类细节信息至关重要：了解河流中多数垃圾的种类可以帮助城市更有的放矢地从源头上解决垃圾问题。
6.
无人机追踪塑料进入海湾之前聚集的热点区域，由政府进行干预
在有些地方，无人机已经成为追踪塑料的重要工具。菲律宾的研究人员和德国人工智能研究中心合作，利用无人机机队记录汇入污染严重的马尼拉湾的河流中的塑料污染。研究人员已经应用机器学习来分析所得视频，并与桥上安装的摄像机采集的影相结合起来侦测进入海湾中的垃圾。截至目前，这个由世界银行资助的项目已经确定了几个进入海湾之前塑料污染物聚集的热点区域。项目最终希望能够通过无人机绘制的地图和进一步的野外调查，为政府的干预措施提供信息，从源头上杜绝废物。
方式三：小型解决方案
7.
澳大利亚的海洋垃圾桶项目（Seabin Project）
令人意外的是，一些规模较小的清理工作已成为解决方案的重要组成部分。发起于澳大利亚的海洋垃圾桶项目（Seabin Project）就是一例。目前该项目捕捉海洋垃圾的“垃圾桶”已经遍及世界各地的大小港口和码头。这些垃圾桶随潮汐移动，过滤海水并捕捉其中漂浮的垃圾。这是一个简单但有效的解决方案，截至目前，超过50个国家部署了800多个海洋垃圾桶，每个垃圾桶每年能够收集1.4吨垃圾。
8.
荷兰公司RanMarine开发的“垃圾鲨鱼”（WasteShark）
荷兰公司RanMarine开发的“垃圾鲨鱼”（WasteShark）是一种独木舟大小的自动水上无人机，可以在大小港口和码头平静的水域中穿行，并在行进过程中收集漂浮的垃圾和油污。该设备每天可收集半吨垃圾，并将垃圾送回陆地以待重新利用。“垃圾鲨鱼”还配备了水质测量设备，可在活动过程中测量水质。
9.
加拿大发明的胡拉一号（Hoola one）能够清理沙滩上混杂在沙子中的微塑料
加拿大发明的胡拉一号（Hoola one）能够清理沙滩上的沙子中混杂的微塑料。这个状似吸尘器的精巧装置把沙子吸起来，然后用一罐水把漂浮的微塑料和下沉的天然沙子分离开来，并将后者送回海滩。与此同时，微塑料被抽出并储存起来（机器可捕获最小粒度为0.05毫米的碎片）。截至目前，胡拉一号已经在夏威夷卡米洛海滩（Kamilo Beach）（全球污染最严重的海岸之一）进行测试。试验显示该装置每分钟可清洁三加仑沙子，并在短短几小时内吸取48公斤微塑料。
10.
太平洋海域部署了一条可以收集漂浮塑料的月牙形人造“海岸线”
2019年，太平洋海域部署了一条长600米的月牙形“围塑栏”，用来拦截全球五大巨型垃圾环流中最大的太平洋垃圾带（the Great Pacific Garbage Patch）中的塑料垃圾。“海洋清理”组织建造的这条围塑栏是一系列旨在清除垃圾环流中数百万吨影响重大的塑料的设备原型机之一。该设备由一个固定在浮锚上的闭合围栏组成，浮锚可以帮助围塑栏抵御强洋流、海浪和海风，确保其始终以慢于周围海域的速度漂移，帮助其捕获流入栅栏中的垃圾。“海洋清理”利用这一发明在太平洋中创造了一条可以收集漂浮塑料的人造“海岸线”，而收集的塑料垃圾随后会被该地区的服务船收走。
他们希望扩大规模，最终在全球五大海洋垃圾环流中都部署几个收集垃圾的围塑栏。他们相信到2040年，这一发明可以收集90%的海洋塑料垃圾。
方式四：即将浮现
11.
荷兰计划把塑料垃圾污染最严重的太平洋连接成垃圾“生态岛”
海洋垃圾的打捞和处理成本将非常高。荷兰科学家设想，这个海洋“垃圾岛”可以就地处理，变成“生态岛”。在被塑料垃圾污染最严重的太平洋，这些垃圾以一种特殊的方式聚集在一起，一个接一个地做成浮动平台。这些平台被连接起来形成岛的基础，然后由土壤和沙子铺成土地，以促进植物生长。能源依赖于太阳能、风能和波浪能。
12.
日本科学家提出将海洋塑料废弃物制成围网养殖鱼虾
日本科学家提出的想法是把海洋垃圾场变成海洋农场。将海洋塑料废弃物粉碎无害化处理，编织成围网养殖鱼虾。根据鱼虾不同的生活习性，养殖场被划分为不同的区域，每个区域都有两到三个直径100米的球形围网。球形围网可以漂浮在海面上，网目大小足够让小鱼小虾自由进出。塞纳河的外表面可以继续吸收海里的垃圾，可以作为织网的新材料。
13.
纳米技术未来有可能解决海洋中的塑料微粒问题
有些发明虽然尚未投入使用，但也很有前景。例如一支由中国和澳大利亚科学家组成的研究小组发现纳米技术未来有可能成功解决海洋中的塑料微粒问题。他们发明了一个只有头发直径那么细的微型碳磁线圈，上面涂有氮和锰，这三种成分结合起来会在水中产生高水平的活性氧，让微塑料降解为对环境危害较小的成分：盐类化合物、二氧化碳和水组成的无害混合物。科学家把这些线圈添加到含有微塑料碎片的水样本中，一半的微塑料在几个小时内消失。这些磁性线圈可以从水中取出，并在其他样本中重复使用。科学家们认为这一发明可用于污水处理厂，在污水流入河流和海洋之前清除其中的微塑料。
14
涂在塑料上的纳米涂层，可使塑料破裂和分解
同样以微塑料为目标的还有一支由瑞典和黎巴嫩研究人员组成的团队，他们正在开发一种用在塑料上的纳米涂层。涂层的成分遇到阳光后会使塑料更容易破裂和分解。科学家们发现，该涂层用在微塑料上后，经过数周的阳光照射，塑料微粒的数量减少了65%。污水处理厂如果使用这种纳米涂层，再结合一定量的阳光甚至是模拟阳光的照射，就可以消除微塑料，在流入海洋之前使其化为乌有。
15.
将干燥和粉碎的海洋塑料废料加热气化，建立垃圾“炼油厂”
既然塑料是由石油和天然气等化石燃料制成的，那么逆转这一过程，即将塑料还原成石油，是否可行？目前，利用废塑料生产燃料油的技术在一些国家取得了突破性进展。例如，沙特阿拉伯科学家发明了一种将干燥和粉碎的海洋塑料废料加热到400度以上的方法℃ 把它气化，然后把它通入一个特殊的冷却装置中冷却，就可以再次得到油。从海洋废物中制造芳烃也是一种解决办法。当反应温度为525℃时℃, 废塑料70%可转化为有用的芳香族物质，可用作化工、医药产品的原料和燃料改性剂，其余可转化为氢气和丙烷。
文章来源： 废塑料新观察，秋天的小雨季
联系客服
