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今年5月1日开始，最新制定的《北京市生活垃圾管理条例》正式启用，严格的垃圾分类举措将重新定义这座城市的街头巷尾。
北京新型标准垃圾分类箱 | 2023年4月22日，新型垃圾分类箱亮相西城区金融街。图源@VCG垃圾是“被放错位置的资源”。厨余垃圾和剩饭剩菜等有机垃圾可以用来生产肥料或者沼气，金属、玻璃、塑料、废纸、布料、大木材、废轮胎等垃圾可以回收，重新加工成产品。即便是看似无用的建筑垃圾，人们也可以用填海造陆的方式让它发挥一些余温。
垃圾分类从娃娃抓起 | 图源@VCG在所有的垃圾中，有一大类垃圾非常特殊：合成高分子化合物，简称高聚物。它们是一大类相对纯粹的人类造物，是现代有机合成工业将许多简单有机物组合而成的物质。人们根据弹性、塑性等性能差异，又将这类物质划分为三种用途不同的材料：塑料、橡胶和合成纤维。
当代海岸垃圾一景 | 塑料制品，橡胶制品（如胶皮管等）和合成纤维制品（如渔网、缆绳）等是当代海洋“塑料污染”的主要来源。这里的“塑料污染”与“废塑料回收”，在对“塑料”的定义上有区别，后者不包括废橡胶。图源@VCG尽管在自然界也有许多天然的高分子有机物，如松香等由树木分泌的天然树脂，但它们的分子更轻、结构更简单，通常作为工业合成塑料、橡胶和合成纤维的原料。换言之，经过人类有机合成工业制造的高聚物，在自然界中几乎没有类似物质。
琥珀里的鸟化石，鸟足清晰可见 | 琥珀是古代天然树脂转化形成的宝石。这块琥珀标本产自缅甸，形成于大约9900万年前的白垩纪中晚期，里面包裹着一只几乎完整的雏鸟，极为罕见。图源@VCG正是凭借在自然界中的独特性和在人类生活中广泛的应用，高聚物制品具有十分特别的地位：一方面是在20世纪之前的世界里几乎不存在，另一方面则是在20世纪50年代后出现爆炸式增长，充斥在每个现代人的周围，这给了它们转变为人类文明纪念碑的机会。
它们将占领全球的每个角落，在地质历史中留下自己的印记，并最终转变为一种出人意料的物质。
但就像所有伟大的故事都有一个平凡的开头一样，这趟专属于塑料/橡胶/合成纤维的华丽变身之旅，也始于那辆早已默默消失在巷口的垃圾车。
堆积如山的塑料垃圾 | 图源@VCG01
踏上旅程：塑料去哪儿？
由于近年来国内的垃圾分类实在不理想，塑料垃圾（本节所指的塑料垃圾不包括废旧轮胎）在离开我们的视野后，通常仍与其他垃圾混合在一起，即便是北京也不例外。人们必须用机械和人工的方式进行分拣后，才能分别送往垃圾填埋场、焚烧站或回收企业[1-2]。大城市尚且如此，欠发达地区的情况可想而知。
2009至2013年，我国废塑料垃圾的回收率为23%-29%（发改委算法，为废塑料回收量/塑料总消费量）[3-4]。如果考虑到一些塑料制品的使用年限长，不会在短期内被人们丢弃，那么按照国际通行算法，这一数据将变成41%-47%（国际通行算法，为废塑料回收量/废塑料产生量）[4]。
2009-2013年中国内地废塑料回收率 | 以2013年为例，当年我国消费塑料5879万吨，产生废塑料3292万吨，通过垃圾分类回收了1366万吨废塑料，按照两种算法得到的废塑料回收率，分别为1366/5879≈42%（国际通行），或1366/3292≈23%（发改委算法）。制图@陈随/星球科学评论但考虑到垃圾分类在中国还是一个新鲜事物，发达国家是否就做的更好呢？
在德国，2013年产生废塑料共计568万吨，其中有57%被焚烧，42%被分类回收。乍一看，这个比例似乎与中国在一个水平（按国际标准计算），但这里面也有一半以上作为“废塑料资源”出口到其他国家（如中国），真正自行处理加工的废塑料，只占到19%，其中仅有1%作为原料进行再利用[4]。
在美国，2013年废塑料产生量为2300万吨，分类回收了270万吨，毛回收率占到10%左右。而根据2012年数据，有215万吨分类好的废塑料出口到其他国家（其中出口中国169万吨，为历史峰值，占79%），本土加工利用废塑料的比例仅为2%[4]。
青岛海关工作人员查验进口“洋垃圾” | 2013年10月15日，4000余吨“洋垃圾”因实际类别与报关信息不符，从黄岛退运出境。图源@VCG。如果要给“废塑料去哪儿了”找一个国家作答案，那便是中国。2018年“洋垃圾”进口禁令之前，中国每年进口超过700万吨塑料垃圾[5-6]。其中，绝大多数来源于欧美发达国家。根据联合国商品贸易统计数据库，自1992年以来，中国一共回收处理了1.06亿吨废塑料，占全球同期回收废塑料总量的45.1%以上[7-8]，为世界做出不可磨灭的贡献。
由于多年为全世界处理废塑料，中国早已培养出一个胃口惊人的废塑料处理行业，对废塑料的实际回收利用水平明显高于美国和欧盟[4]。2018年1月1日“洋垃圾”进口禁令生效之后，这个全球最大规模的废塑料处理行业竟出现供不应求——2023年全年处理废塑料仅为1890万吨，分类回收工作遇到的瓶颈，直接制约了废塑料处理的能力。
近年来我国废塑料加工量变化图 | 2018年后，我国废塑料加工行业出现供不应求。制图@陈随/星球科学评论，数据综合出自文献[4,7,9-10]塑料回收利用率在全球范围内偏低的另一面，自然是居高不下的焚烧率、填埋率和遗弃率。2023年，中国产生废塑料6300万吨，其中有7%遭到遗弃，32%被填埋在垃圾场——这意味着，有39%进入了自然界[9]。
2023年中国废塑料的各种处理方式占比 | 填埋和遗弃的废塑料都进入自然界，占总量的39%。制图@陈随/星球科学评论，数据引自文献[9]有学者做过估算，从1950年至2015年，人类已经生产出共计83亿吨的塑料，其中有25亿吨仍然在人们的生活中发挥作用（比如每个人家里都会有的一些“祖传老电器”），有7亿吨被扔进焚化炉烧成一缕黑烟，通过回收的方式重新进入人们生活的废塑料仅有5亿吨，剩下的46亿吨则以填埋和遗弃的方式，流失在自然界的各个角落[11]。
1950至2015年全球塑料的产量及塑料的命运 | 人类生产的所有塑料可达83亿吨，其中有49亿吨被遗弃/填埋到自然界。图源@Hannah Ritchie & Max Roser / Ourworldindata.org，文献[11-12]5亿吨被回收的塑料经过二次利用后，又会有相当一部分被遗弃或焚烧。于是，最终被焚烧的废塑料达到8亿吨，而遗弃或填埋的废塑料达到49亿吨——这意味着，人类生产的所有塑料制品，有近59%留在了自然界。
在当代，废塑料的处置情况仅比历史总体情况好一点：有55%的废塑料被遗弃或填埋，25%被焚烧，20%得到回收利用[12]。
1980年至2015年全球废塑料处置比例变化图 | 尽管回收和焚烧占比越来越大，但填埋和遗弃仍是当代最主要的废塑料处置方式。图源@Hannah Ritchie & Max Roser / Ourworldindata.org，文献[12]就这样，因为人类自己的漫不经心和乱扔垃圾，性质稳定的塑料垃圾正在以一种出人意料的方式“占领”地球，将自己变成这颗星球历史的一部分。
菲律宾马尼拉附近的一处大型垃圾填埋场 | 在可预见的未来，垃圾填埋仍将是一种重要的垃圾处理方式。注意图片中下部渺小的人影。图源@VCG在时光的轻抚下，这些被人们抛弃在自然界的塑料垃圾将存在多久？
02
旅程中：塑料有多难分解？
全球海洋和陆地上的塑料污染早已不是新闻，至少49亿吨的塑料已经成为这颗星球的一部分，参与到地球所有的生态系统里。其中可降解塑料的比例能够忽略不计——因为即便是可降解塑料占全球产能25%的中国，2018年的生物降解塑料产量仅有65万吨，还不到中国当年塑料产量的1%[13-14]。而其中可以完全降解的塑料，仅有不足10万吨。
对于已经广泛分布在自然界中的难降解塑料，它们大多被人类工程师有意设计成经久耐用的结构，分解速度慢到令人发指。在海洋等环境中，塑料可以在紫外线、温度、水流、砂石和微生物的共同作用下，逐渐遭受物理破坏、化学分解和生物降解作用。
塑料在海洋中的变化示意图 | “微塑料”是直径小于4.75mm的塑料颗粒，“纳米塑料”是直径小于0.1微米的塑料颗粒。图源@Cj Beegle-Krause/文献[15]物理破坏，能将塑料破碎成大小不一的碎块，从大块塑料转变为小块塑料、微塑料甚至纳米塑料；化学分解可以将塑料转变为其他物质，有助于它们破碎甚至消失；生物降解对于塑料的最终消失至关重要，总有一些奇怪的微生物以塑料为食物，它们或许是未来帮助人们处理塑料垃圾问题的关键之一。
塑料分解所需要的时间也很重要。如果你关注环境话题，相信一定通过不同途径了解到许多关于塑料分解的时间数据，它们通常是数年到数百年不等，如下图所示。
常见塑料被完全生物降解所需的时间 | 只是，它的数据仍有较大商榷余地。图源@statista.com但实际情况却是，塑料对于自然来说还是一种非常年轻的物质，类似上图的数据其实并不具有很大的参考价值，人们对于塑料在真实环境里的分解速率还缺乏明确的认识。在仅有的一些研究中，人们只是将塑料样品表面厚度、直径的减少作为“分解”的参考指标，强调一大块塑料的体积损失和质量损失，并未深究它到底变成什么[16-18]。
从废塑料残留质量的角度，有研究者效仿放射性物质的半衰期，建立起一个“质量半衰期”的塑料分解速率概念，如下表所示[17]。
不同材质和形态的塑料在不同环境中的质量半衰期 | 使用计算机模拟得出，其中地表和海面具有紫外线和较大热量等有利于分解的因素。“超过2500年”表示在计算中未观测到明显的降解，需要的时间可能很长。数据来源@文献[17]由此可见，不同塑料在不同的环境中有截然不同的保存时间。一个漂在海面的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）矿泉水瓶，可能两年半后就能在紫外线、微生物和海浪的共同作用下损失一半的质量。
漂浮在海面的塑料垃圾 | 海洋表面是塑料分解很快的环境，类似图中右侧的水泡可能两年多就能损失过半。图源@NOAA但是，一个埋在地下的HDPE（高密度聚乙烯）水管，可能需要5000年以上才能损失一半的质量。还有一些PS（聚苯乙烯）塑料制品，不排除要数千甚至数万年后才能损失一半的质量。
一处实验塑料在地下分解速率的微型垃圾填埋坑 | 最早的塑料是在30年前埋下的，但仍然保存完好，毫无分解迹象，这是因为隔绝了阳光和高温，也没有海洋的波浪拍打和盐分作用，分解速率很慢。图源@文献[19]笼统地说，塑料可以在海面留存成百上千年，在土地里留存成千上万年，也不排除数万年之久，这是现阶段人们对塑料留存时间的初步认识。