無毒且成本低廉 有望解決全球塑膠汙染問題 新型催化劑 迅速分解海洋廢棄漁網

編譯/韋士塔 |2023.12.30
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太平洋垃圾帶嚴重危害海洋生態。圖/美聯社
尼龍6材料製作的漁網難以分解,容易成為傷害生態的廢棄物。 圖/美聯社

編譯/韋士塔

太平洋垃圾帶(Great Pacific Garbage Patch)嚴重危害海洋生態,漁業用具則是這些廢棄物的主要來源,尤其是以尼龍6(Nylon-6)製造的漁網;一群卓越的美國科學家已開發一種低成本、無毒的催化劑,能輕鬆分解漁網等塑膠聚合物,可望在未來幾年內大幅減少這種汙染源。

據非營利組織世界自然基金會(WWF)的資料,每年有多達45萬公斤的漁具被遺棄在海洋,其中由尼龍6製造的漁網占太平洋垃圾帶廢棄物至少44%。研究人員把遺棄在海洋中的漁網稱為「幽靈漁網」,這些漁網由塑膠、尼龍製成,需要很長的時間才能分解,對海洋生物及生態系統造成極大破壞。據統計,全球每年有6%漁網、9%捕魚陷阱及29%「延繩釣具」(longlines)因丟棄、遺失等理由,成為殘留在海洋的汙染物。

海洋塑膠汙染是當前最緊迫的環境危機之一,依據科學家研究,每年約1100萬噸塑膠廢棄物進入全球各地的海洋,嚴重危害海洋棲息地及生活在其中的動物;海洋動物很可能被廢棄漁網纏住,進食、活動都受影響,甚至可能導致海洋生物窒息死亡。

西北大學(Northwestern University)的研究團隊,用來生產漁網、工業地毯及服裝的尼龍6,結構過於堅固耐用,無法自行分解。科學家不斷研發分解尼龍6的催化劑,但這些催化劑需要嚴苛條件才能生效,例如高於250℃、高壓蒸氣或有毒溶劑,這些要求全會造成更多汙染。

西北大學化學家的新型催化劑沒有這些弊端,能在幾分鐘內快速分解尼龍6,不會產生有害的副產物。這種催化劑不需使用有毒溶劑、昂貴的材料,適合在日常生活使用。

主持開發新型催化劑的馬克斯(Tobin Marks)教授表示:「塑膠已成為生活的一部分,使用量極大,問題在於這些產品的使用壽命結束後該如何處置。在理想情況下,我們不應將塑膠製品焚化或送往垃圾掩埋場,而是回收再利用。」

馬克斯教授說,現有的塑膠分解方式並不可行,「塑膠可以在酸性溶液溶解,但這樣做沒有意義,這些髒水無法使用」。

馬克斯教授的研究團隊,開發使用釔(yttrium)及鑭系元素離子(lanthanide ions)製作的催化劑。

研究團隊把尼龍6材料加熱至熔點,在不使用溶劑的情況,這種催化劑就能讓塑膠分解,其中99%回復成原始結構,且不會產生任何副產物。

馬克斯教授解釋:「把聚合物想像為珍珠項鍊,我們的催化劑能分解項鍊,復原珍珠。」他指出,新型催化劑的優勢在於,即使塑膠製品含有其他材料,催化劑也能選擇性地與尼龍6發生反應,不會增加人力或機器分揀成本。

研究團隊表示,他們的目標是讓這種催化劑被大規模使用,協助解決全球塑膠汙染問題。

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