科学家首次发现“塑料岩石”，证实两者间存在化学键

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编译 ｜ 文乐乐

一个国际团队发现了一种新形式的塑料污染——塑料垃圾薄膜与岩石发生化学结合。这一发现使科学家越发认识到塑料已经成为地球地质的一部分。

据《自然》报道，2020年，地质学家发现巴西的沉积岩中含有内嵌的塑料瓶盖、塑料耳环和其他垃圾。其他科学家也发现了“塑料球”，它们是由熔化的塑料将岩石、沙子、其他天然和人造材料黏合在一起形成的。

研究人员发现了塑料与岩石通过化学结合形成的“塑料岩石”。图片来源：清华大学

中国清华大学土壤和地下水科学家侯德义说，20世纪和21世纪的人们在创造新的地质记录。他和同事在广西河池的一条小溪附近发现了这些被塑料薄膜包裹的岩石。

这项4月3日发表于《环境科学与技术》的研究，首次在自然环境中发现了塑料和岩石之间的化学键。侯德义说，塑料的来源是小溪及堆积在其周围的垃圾，包括用来制作塑料袋的聚丙烯薄膜和用来覆盖农作物的聚乙烯薄膜。

当研究人员用光谱仪器观察塑料-岩石组合时，他们发现，聚乙烯薄膜表面的碳原子在氧原子的帮助下与岩石中的硅发生化学结合。侯德义说，这种结合可能是由紫外线驱动的，或者是由“塑料岩石”上微生物群落的代谢活动驱动的。此外，研究发现，聚丙烯薄膜似乎是通过物理作用而不是化学键附着于岩石上的。

除了影响地球的地质特征，“塑料岩石”还会向环境中释放微塑料。这些塑料碎片可以在大气和海洋中长途运输，可以渗入植物组织，并可能被包括鱼类和鸟类在内的动物当作食物。

为了观察岩石上的塑料会脱落多少微塑料，侯德义和同事分离了部分塑料薄片，并在实验室中将其暴露在干湿循环中，以模拟小溪周期性涨水时可能发生的情况。结果显示，这种情况下，微塑料生成速率比实验室模拟的垃圾填埋场、海水和海洋沉积物的塑料脱落速率高几个数量级。

巴西地球科学家Gerson Fernandino表示，这一研究很有趣，但尚不清楚塑料-岩石复合物是否真正代表了塑料和岩石之间一种新的相互作用。Fernandino说，即便如此，这种复合物还是第一次在淡水生态系统中形成，其他大多数研究都着眼于塑料如何与垃圾填埋场、海洋或沿海环境中的物质相互作用。

Fernandino补充说，这些结果“丰富了关于塑料与地质过程相互作用的讨论”，但只是初步的。

侯德义承认，目前他的研究仅基于4个样本。研究小组正在陆地生态系统中寻找更多样本，并将在实验室中进一步确定这些复合物的特征。

一些地质学家认为，越来越多关于“塑料岩石”的研究表明，自20世纪中期以来，人类已经深刻改变了地球的地质状况。一些人认为，这种转变应该被认为是一个新的地质时代——人类世的开始。在接下来的几周内，由国际地层委员会组成的科学家委员会将根据在地球上发现的工业和放射性物质，投票决定地球上的哪个地点标志着这一地质时期的开始。