“围塑栏”原型装置正在太平洋垃圾带收集塑料垃圾。图片来源：TheOceanCleanup

海洋中的塑料多到不可思议——目前已知总量估计达5万亿件，约1.5亿吨。每年还有万吨新的塑料进入海洋。新冠疫情导致口罩、手套等一次性塑料制品的使用量剧增，进入海洋的塑料只会越来越多。

河流是大量内陆废弃物进入海洋的主要途径，大多数塑料都是随着河水流入海洋的。一旦进入海洋，塑料就会在阳光以及风浪的机械性风化作用下分解，最终变成较小的碎片，即“微塑料”——但塑料难以降解的特性意味着这一过程可能需要数百年时间。与此同时，不论是大块塑料、还是微塑料都给海洋生物造成了严重伤害，使它们面临着被缠绕，以及（误食塑料后）被饿死的风险。塑料进入食物链后，还可能导致有毒物质进入动物体内——给动物以及食用这些动物的人类带来影响，而这种影响的实质目前还基本不可知。

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。这些发明大多针对的是河流中的污染物，因为河流是塑料垃圾通往海洋的主要通道。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。

拦截者驳船帮助清理河流中的塑料垃圾，防止其进入海洋。图片来源：TheOceanCleanup

但技术真的能解决塑料危机吗？可以说，真正能摆脱这种局面的唯一途径首先是停止生产如此多的塑料，防止其进入环境中。这不仅意味着鼓励重复和回收利用，也需要大量减少生产那些只用一天、但在环境中存在数百年的一次性塑料，并最终结束所有不必要的塑料生产。政府、企业和消费者联合行动是实现这一目标的唯一途径。

但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20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。

河流净塑

状似驳船的“拦截者”（TheInterceptor）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”（TheOceanCleanup）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。

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.TrashWheel）的理念与之类似。与“拦截者”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。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吨的塑料垃圾和碎片。

另一项发明采取更加抽象的方法来应对塑料污染问题。荷兰的气泡屏障（GreatBubbleBarrier）借助横贯在河床上的一根带孔管道来拦截废弃物。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。

气泡屏障示意图。制图：JingZhang/中外对话海洋

荷兰艾塞尔河（RiverIJssel）的早期试验表明，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。

与此同时爱奇星（Ichthion）公司开发了一套名为阿祖尔（Azure）的装置，其目的很明确：拦截厄瓜多尔两条主要河流中的垃圾，防止其随着洋流流到以生物多样性著称的加拉帕戈斯群岛（GalapagosIslands）。这项发明也利用屏障将垃圾引至沿河的传送带，并存放在容器中。但阿祖尔的传送带系统还装备有摄像头，可以拍摄垃圾的图像，随后利用算法识别塑料的类型，从而帮助管理者了解如何最好地减少源头浪费。阿祖尔目前处于试验规模，但正式投入运营后预计每天将收集80吨垃圾。

监测计划

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。

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（theRiverThames）、孟加拉国首都达卡的布里甘加河（theBurigangaRiver）、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（CommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganisation，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。

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。

系统投入运营前几个月，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。图片来源：张彩云

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。例如，“省略地球”（EllipsisEarth）的一个雄心勃勃的项目就吸引了全球

转载请注明:http://www.nipingp.com/dxdm/25479.html