假如没有塑料——《塑料的世界》前言

魏昕宇 2019-12-3119:59:24 评论 689 views

《塑料的世界》系列

​​2017 年7 月的一天,我像往常一样打开科技新闻的网站,一则消息吸引了我的注意:自20世纪50 年代至2015年,人类已经生产了83 亿吨塑料,其中的63 亿吨已成为垃圾。如果按照这样趋势推算,在未来的30 多年中,将有3 倍于此的塑料垃圾产生在我们这个星球上。

的确,随着塑料制品的日益普及,塑料带来的环境问题也日益严峻:众多的塑料制品在使用完毕后被随手丢弃,成为令人头疼的“白色污染”;进入海洋中的塑料垃圾严重威胁着各种海洋生物的生存;塑料的生产加工消耗了石油、煤炭等不可再生的化石能源,同时排放出大量的温室气体二氧化碳,成为造成全球气候变暖影响因素之一。正因为如此,近些年来,少用塑料甚至不用塑料的呼吁或者倡议时常见诸各种媒体。

然而,你是否想过,如果没有了塑料,我们的生活会变成什么样子呢?你可能对此不以为意:塑料的诞生发展也就是一百多年的事,在此之前的几千年,没有塑料,人类不也是过得好好的嘛。真的是这样吗?

让我们不妨选取日常生活中的一个片段,来看看塑料对我们的影响究竟有多大吧。

设想某天傍晚,华灯初上,你完成了一天的工作,收拾好东西准备离开办公室。不过你还不能马上回家,因为有三件事需要完成:首先,家中的冰箱已经差不多空了,你需要去超市采购食品和其他日用品;其次,回家的路上要路过一家医院,你的一位老友最近正在那里住院,你打算顺路去看望他;最后,你还打算到健身房去锻炼一下身体。不过,你最先要做的是给自己的汽车加满汽油。

在加油站,看着工作人员递上来的账单,你忍不住摇头:这辆汽车是上个月刚刚购买的,当时厂家宣传说这款新车的燃油经济性有了显著的提高,所以你最终相中了它。可是看起来似乎没怎么省油嘛,莫非是厂家在骗你?这还真不能怪厂家。有研究表明,如果车身重量减少10%,燃油经济性就能够提高6% ~ 8%。现在没有了塑料及基于塑料的复合材料,汽车中的零部件只能用金属来代替,车身重了不少,能省油才怪呢。

假如没有塑料——《塑料的世界》前言

汽车上的塑料应用

塑料在汽车轻量化、提升造型设计自由度、降低成本上优势明显。在过去30年间,汽车的塑料用量己从20世纪60年代初的10kg左右上升到21世纪初的200kg量级。目前中国各类车型汽车使用塑料达到了每辆130~160kg,相比2010年(70kg)已经有了显著提高,但与汽车强国,如德国(300kg)相比还有差距(来源:链塑网) 

给汽车加完油,你走进超市,来到摆满饮料的货架前准备买一些碳酸饮料。往常这些饮料大都是装在塑料瓶里,现在没有塑料,很多饮料只能装在玻璃瓶里。当你把一箱饮料从货架上搬到购物车里时,你觉得货物怎么重了许多。没错,同样尺寸的塑料瓶要想换成玻璃瓶,重量至少要增加100 克,现在买了几十瓶饮料,你自己算算包装会增加多少重量吧。而且要想把这几十瓶玻璃瓶装的饮料运回家,开车时还得格外小心。万一瓶子碎了饮料洒出来,买饮料的钱打了水漂儿还是小事,要是把新买的车弄脏了,那就实在不妙了。当然了,你也可以选择装在铝制易拉罐里的饮料,这样就不用担心瓶子摔碎的问题了。然而铝的生产需要耗费大量电力来电解氧化铝,因此铝是臭名昭著的耗能“大户”,提炼铝矿石过程中产生的污染就更不用提了。想到这里,你是否有些怀念塑料饮料瓶了呢?

买完饮料,你走到超市的生鲜区。往常各式各样的农产品总是让你目不暇接,但今天你似乎感觉果蔬的品种少了许多。没错,离开了塑料,地膜、温室大棚等重要的农业生产手段都无从谈起,即便有了先进的育种技术、发达的物流,我们的口福仍然很可能要大打折扣。如果你像笔者一样来自北方,冬天一到,你很可能又要像我们的父辈一样,忍受没有新鲜蔬菜水果,只能吃冬储大白菜甚至咸菜的生活呢。

采购完毕,该付账了。你拿出钱包寻找里面的信用卡,却发现它们都不翼而飞了。信用卡的主要材质是塑料,没有了塑料,你怎么会有信用卡可用呢?那用手机支付?别逗了,没有塑料,手机能不能顺利地造出来还不好说呢。这些支付方法都不能用,你多半只能老老实实地用现金付账了。钱包里放那么多纸币,既不方便也不安全,但没办法,没有塑料,你只能选择忍耐了。

离开超市,你来到医院,这时护士正准备给你的朋友输液。这本是一项再简单不过的操作,护士却犯了难。因为没有了聚氯乙烯这种常见塑料,我们找不到合适的材料来制成轻柔且又不失牢固的输液管。旁边一位患者的情况更为糟糕,他的情况危急,需要立刻输血,可是没有聚氯乙烯,如何生产血浆袋也成了问题。你想起昨天才看到一篇文章,提到聚氯乙烯制品中的增塑剂会逐渐从塑料中游离出来,进入人体后会危害健康,所以应当远离聚氯乙烯云云。然而正是这种“声名狼藉”的塑料在为保护我们的健康做贡献。此时此刻,你是否觉得需要重新审视一下塑料的价值了呢?

探望完朋友,你来到健身房,准备好好地活动一下。你从小就喜爱运动,但自从用眼过度导致近视,不得不佩戴眼镜之后,每次运动时你总是要提心吊胆。你至今还清楚记得初中某次体育课上,你和同学一起踢球,飞过来的足球刚好砸到你的眼镜上,瞬间就让玻璃镜片粉身碎骨。不过好在碎玻璃没有伤到眼睛,算是不幸中的万幸了。后来,你把玻璃镜片换成了更加轻便且耐冲击的塑料树脂镜片,就再没有这方面的烦恼了,但框架眼镜在运动中仍然会不时掉落,让你觉得不够尽兴,于是你又配了一副隐形眼镜,从此在运动场上挥洒自如。然而如果没有塑料,无论是树脂镜片还是隐形眼镜都只能存在于科幻作品中。看着你重新戴上“瓶子底”镜片走上运动场,还真让人不得不为你捏一把汗呢。

从上面这个很小的生活片段中我们不难看出,塑料制品的使用极大地改善了我们的生活。如果离开了塑料,我们的生活或许仍然能够继续,但会失去很多方便和舒适。如果把与塑料同属高分子材料的合成橡胶、合成纤维等也算上,我们就更离不开它们了。当然,强调塑料对人类的重要性,并不意味着忽视甚至否认塑料对环境造成的负面影响。的确,目前塑料制品从生产、使用到废弃和再利用的各个环节都存在着许多不尽如人意之处。例如笔者在文章开头提到的研究就指出,目前的塑料废弃物中只有9% 被回收再利用,12% 以焚烧的形式产生能量,剩下的近80% 作为废弃物全部都进入了垃圾填埋场或者环境中。如果我们将塑料垃圾回收再利用的比例哪怕提高几个百分点,由此带来的环境收益都是不可估量的。同样,通过改进塑料生产和加工的工艺,提高对原材料和能源的利用率,我们完全有可能进一步减轻塑料对环境的负面影响。

但笔者需要指出的是,解决塑料带来的环境问题,需要从技术到管理的方方面面的努力,而不是一味地妖魔化塑料或者不切实际地号召人们远离塑料,这样做的结果只会是适得其反。事实上,塑料及其他高分子材料的使用对保护环境所做出的贡献是相当可观的。有研究指出,如果将日常用品中的塑料全部替换成其他类型的材料,我们将要付出的环境方面的代价会增加到现有水平的近四倍。这个数字虽然听起来极不合理,实际上却并不出乎意料:由于塑料轻便耐用的特点,将它们替换成其他材料后,我们往往需要更多的材料才能完成相同的任务,这就意味着需要消耗更多的资源。因此,塑料虽然对环境有着不可忽视的负面影响,但是塑料也是我们解决环境问题,更好地实现可持续发展的重要武器。

我们人类从诞生的那一天起,就没有停止过追求更加美好的生活,而这就使得我们不可避免地在环境中留下了越来越多的印记。面对不断出现的问题,我们应该做的是正视问题、解决问题,而不是一味地倒退。我们担心化石能源的消耗造成全球气候变暖,但如果没有电力,绝大部分人恐怕都无法忍受;我们抱怨汽车的大量使用造成城市交通拥堵、空气质量下降,但也没有谁真的想回到必须依靠走路和马车出行的年代。同样,对于塑料,我们为什么不能积极客观地去面对它呢?这也正是笔者写作《塑料的世界》此书的重要缘由。

以塑料为代表的高分子化合物作为一种极为重要的材料,在我们的日常生活中扮演着极为关键的角色。有些是我们能意识到的,如塑料制品、人造纤维等;有些是我们意识不到的,如邮票背面的胶水、3D打印机的“墨水”、宝宝的尿不湿……那究竟是什么造就了高分子材料卓越不凡的性能?有哪些科学家曾经为它们的发展做出贡献?塑料制品究竟对我们的健康有怎样的影响?如何破解塑料带来的“白色污染”难题? ……

带着这些问题,笔者从我们生活中最常见的现象入手,采用科学知识、科学原理与科学故事相互贯穿的写作手法,介绍了高分子化合物的发展历程、影响高分子化合物性能的诸多科学原理、高分子化合物在人类生活中的应用、对高分子化合物认识的误区、高分子化合物给环境带来的危害,以及高分子化合物未来的发展方向。

从历史到未来,本书为读者展现了一个科学、理性的看待事物的方法和态度,让读者能够以更为广阔的视野看待给高分子化合物给人类世界带来的颠覆性改变,希望得到读者,特别是青少年读者的喜爱。

魏昕宇

2018 年12 月


本文摘编自《塑料的世界》(魏昕宇著. 北京:科学出版社,2019.5)一书“前言”,有删减修改。

假如没有塑料——《塑料的世界》前言

ISBN 978-7-03-060991-5

(大学科普丛书)

责任编辑:牛 玲

假如没有塑料——《塑料的世界》前言

(本文编辑:刘四旦)​​​​

魏昕宇

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