塑料的前世今生：从革命性材料到全球危机

先问问大家：你有没有可能过完全没有塑料的一天？

从清晨睁眼开始，你触摸的手机外壳、牙刷、早餐的打包餐盒，到通勤时汽车内的仪表盘、办公室的电脑键盘……塑料早已无声渗透每个生活缝隙，甚至你喝的每一口水都在提醒你：塑料时代，无人能置身事外。

我们的“蓝色星球”正在走向“塑料星球”。我们该如何正确看待塑料？又该如何科学“战塑”？

塑料的诞生：从天然材料到合成革命

人类文明的发展史，也是材料利用和创造的历程。早期，我们依赖石器和木器，但它们存在加工难、易变形、易腐烂等局限。天然树脂（如松香、琥珀、虫胶）具有耐腐蚀、防水等优点，但产量有限，且不耐冷热变化。天然纤维素（如棉麻）虽广泛用于衣物，却存在耐磨性差、易起皱、易褪色、不耐酸碱等问题。

“塑料”（Plastic）一词源于希腊语，意指可塑形的材料。现代塑料是由聚合物（由小分子单元重复连接而成的长链分子）和添加剂组成的一大类合成材料。

塑料的发明

01
****来自实验事故的**硝化纤维（1845年）**德国化学家泽恩拜因在实验中意外打翻硝酸和硫酸混合液，用棉围裙擦拭时起火，冷却后形成了一种柔软牢固的材料——硝化纤维。它具有强可塑性，但致命的缺点是易燃。早期尝试用于电影胶片（“火胶棉”）和台球（会爆炸），但均告失败。

02
**赛璐珞的突破（19世纪后期）**面对象牙台球原料短缺，美国印刷工人约翰·海厄特尝试在硝化纤维中加入樟脑，成功创造出不易燃且可塑性强的材料——赛璐珞。这成为首个工业化塑料，开启了“模压时代”，广泛用于马车风挡、纽扣、梳子、乒乓球等。但赛璐珞仍依赖天然纤维作为原料。

03
**酚醛塑料：完全合成的里程碑（1907年）**美国化学家贝克兰用苯酚和甲醛反应，合成了第一种完全人工合成的塑料——酚醛塑料（又称贝克兰塑料）。它耐热、绝缘、不可燃、可塑性强，迅速用于电话机外壳、插座，甚至航空航天零部件。1979年其产量一度超过同期钢铁。

04
**尼龙：合成纤维的飞跃（1938年）**美国杜邦公司宣布合成出尼龙（聚酰胺66纤维）。它强度高（比钢铁硬）、韧性好、可拉丝极细，成为主要工程塑料，广泛应用于电子、机械、交通、建筑、医疗等领域。中国在1958年于锦州化工厂首次合成成功，命名为“锦纶”。

黄金时代与“白色污染”的阴影

塑料以其轻便、耐用、成本低廉等特性迅速渗透到生活的方方面面，开启了它的黄金时代。2021年全球塑料产量达4亿吨，预计到2060年可能达到惊人的12亿吨。中国是全球塑料生产和使用大国。

塑料的应用无处不在：从牙刷、水杯到电子产品外壳，我们几乎无法避免与塑料接触；输液管、注射器等医疗器械极大便利了医疗；轻质高强的特性使其成为理想材料（如登月舱使用的聚氨酯泡沫）。然而，塑料废弃物的触目惊心也随之而来。联合国环境署报告显示，1950-2017年间全球累计产生约92亿吨塑料，回收率不足17%，超过60亿吨成为塑料垃圾。2022年中国废弃塑料约6300万吨，回收率仅约30%。互联网经济（电商、外卖）的爆发式增长是塑料废弃物激增的重要推手。

塑料污染的担忧并非新事。塑料袋的发明者——奥地利科学家马克思·苏斯尼在1902年就预见了潜在危机。他发明了轻便、结实、成本低廉的薄膜塑料袋，但担心其难以消解（降解），提出先小范围试点，待找到降解方法后再推广。然而，市场对塑料袋的狂热追捧让赞助商违约，大规模生产迅速铺开。苏斯尼经过多年努力，始终无法找到有效降解塑料的方法，深感自责，最终于1921年选择自杀。塑料从“最伟大的发明”之一，瞬间跌落为“最糟糕的发明”，其核心问题就是在自然环境中难以降解。

中国提出的“白色污染”定义，指的就是废弃塑料包装袋、农膜、一次性餐具、塑料瓶等被随意丢弃后，因难以降解处理而对生态环境和景观造成的污染。一个矿泉水瓶在自然环境中的降解，据预测至少需要450年。

地球之殇：无处不在的微塑料危机
进入21世纪，“微塑料”成为环境与健康研究的热点。微塑料指粒径小于5毫米的塑料碎片，包括纳米级塑料（粒径小于1微米）。它们体积小、质量轻、难以降解、分布广泛。

塑料污染已远不止视觉上的“脏乱差”

01
海洋塑料垃圾带全球海洋中已形成五个巨大的塑料垃圾带（北太平洋、南太平洋、北大西洋、南大西洋、印度洋），由洋流汇聚而成。仅太平洋垃圾带面积就相当于欧洲大陆。海鸟、哺乳动物、鱼类因误食塑料或被缠绕而死亡的数量巨大。

02
陆地净土失守被誉为“诗与远方”的青藏高原也难以幸免。318川藏线单日可清理塑料瓶超2000个，独库公路日均产生塑料垃圾约8吨，珠峰登山季产生大量塑料垃圾。雅鲁藏布江汛期形成漂浮塑料垃圾带，污染水源。

03
农田地膜残留农用地膜残留率高，每年有大量地膜残留耕地，破坏土壤结构、降低透水性，可能导致次生盐碱化。地膜中的添加剂（如邻苯二甲酸酯，一种内分泌干扰物）会释放到土壤中，威胁生态和人体健康。

04
塑料雨微塑料通过大气环流飘散全球，在人迹罕至的南极、北极、青藏高原、夏威夷等地空气中均被检出。

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微塑料侵入人体- **饮食摄入：**瓶装水（每升含数万颗粒）、一次性纸杯（热水浸泡释放微塑料）、茶包（泡茶过程释放巨量）、口香糖（咀嚼过程释放）、海产品（富集微塑料）。

• **呼吸吸入：**口罩纤维脱落被吸入肺部。
• **其他途径：**甚至能穿透胎盘屏障。
• **健康危害：**科学研究已发现微塑料具有肠道毒性（破坏上皮细胞）、免疫毒性、肺部炎症风险、神经毒性风险（可穿透血脑屏障）。更令人担忧的是，研究在人类胎盘、心脏搭桥手术样本、血栓中均检出了微塑料。虽然其长期健康影响仍需深入研究，但潜在风险不容忽视。

应对危机：全球“减塑”行动
面对严峻的塑料污染，尤其是微塑料带来的健康隐忧，全球正在行动：

意识提升与个人行动
这是基础。每个人应尽量减少一次性塑料的使用（自带水杯、购物袋），做好垃圾分类（尤其将可回收塑料分离出来），绝不随意丢弃。减少使用本身就是对健康的保护（如少喝瓶装水）。

企业责任与设计创新
企业需在产品设计源头考虑环境责任，研发和使用真正的环保材料（如完全生物降解材料、生物基塑料），探索重复使用模式（如循环杯）。

政策法规与政府支持
各国政府需制定并严格执行限塑政策（如中国限塑令、农膜回收条例），支持垃圾分类、回收体系和环保技术研发。中国推进“无废城市”建设。

科技赋能
科学家致力于攻克难题：研发完全生物降解材料（非部分降解）、开发智能监测系统、探索海洋塑料垃圾清理技术。

全球治理
塑料污染是跨国界问题。联合国环境大会于2022年通过终止塑料污染决议草案，致力于达成具有法律约束力的国际文书（全球塑料公约）。谈判虽因利益分歧（如石油生产国）面临挑战（如2024年底韩国釜山会议未达成协议），但进程仍在继续。2023-2025年连续三年的世界环境日或世界地球日主题与“塑料污染”有关（“减塑”、“全球战塑”、“终结塑料污染”），凸显了其全球优先级。

反思：平衡发明与责任
塑料曾被认为是“民主化”的材料，惠及大众。但它带来的深刻教训警示我们：任何伟大的发明，都需要慎重评估其潜在的环境和社会风险，平衡便利与责任。

历史上，DDT（一种持久性有机污染物杀虫剂）的兴衰就是前车之鉴。它曾为农业除害立下功劳，但其难以降解的特性及致癌、致畸、致突变的“三致”危害最终导致全球大多数国家（包括中国）禁止其生产和使用。

解决塑料难题并非要消灭塑料——事实上也难以做到——而是需要全人类共同努力去“净化”我们使用它的方式。我们需要的是“全球战塑”（Beat Plastic Pollution）的共识与行动。这不仅是保护环境，更是守护我们自身的健康与未来。

对塑料知识感兴趣的朋友们，可以拓展阅读我们编写的《中国战塑的绿色密码》！

（本文作者：方婧，浙江科技大学教授、博士生导师，中国高等教育学会生态文明分会理事）

本文根据浙江省科普联合会周四夜学内容整理