隨著消費者對含聚合物產品的需求不斷增長,聚合物對環境的影響也日益加劇。儘管人們越來越擔憂缺乏有效的解決方案,但塑膠污染造成的生態問題仍然存在。
由可在一維、二維或三維網絡中形成網絡的重複單元所組成的化學結構稱為聚合物。連接是透過重複單元的聚合形成的,這些重複單元通常由氫和碳組成。
雖然聚合物是包含 DNA 等結構的天然物質,但它們也常被用來指用於製造塑膠瓶、薄膜、杯子和紡織品的合成材料。
如今,聚合物幾乎應用於日常生活的各個方面。例如,它的多種用途包括家具、穿戴式技術、廚房用具和汽車零件的生產。
客製化聚合物包括多種產品。某些典型產品,例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚苯乙烯,其中僅含有碳和氫原子。
有些(如尼龍)以氮原子作為重複單元主鏈,而有些(如聚氯乙烯 (PVC))則將氯原子連接到全碳主鏈上。
由於其分子完整性和結構,聚合物是用於生產各種商品的特別有吸引力的材料,因為它們通常堅固且輕,耐熱、耐電和大多數化學品,它們通常源自石油。
然而,在自然環境中,由於具有相同的特性,聚合物很難分解。
尼龍和聚丙烯是具有有用物理特性的合成聚合物纖維的例子。例如,它們提供高比表面積並提高機械質量。
人造合成纖維大多是透過石油化合物的化學改質而獲得的。半結晶聚合物是最常見的類型,可以各種橫斷面形式拉伸和擠出。
亞微米合成聚合物纖維近年來也成為許多研究的主題,其在醫學上的應用包括組織工程和傷口治療。
由於聚合物具有種類繁多的材料特性和在製造生產過程中的多功能性,其應用越來越廣泛。我們很難想像沒有塑膠或聚合物的日常生活會是什麼樣子。
聚合物是塑膠的主要成分。然而,塑膠的使用對環境造成了顯著的負面影響。塑膠及其生產過程中產生的聚合物的環境影響,一直是許多學術論壇和研究出版物的主題。
然而,關於成品聚合物纖維的生產以及溶劑和聚合物成分的萃取如何影響環境的討論卻很少。
在自然界中,塑膠需要數百年才能分解。目前,世界正面臨許多環境問題,主要原因在於塑膠和垃圾掩埋場的污染。

聚合物對環境的影響
- 海洋中的聚合物
- 微塑料污染
- 聚苯乙烯對環境的影響
- 食品仿製品
- 持久性有機污染物的分泌
- 生產污染
- 垃圾掩埋場堆積
1. 海洋中的聚合物
預計到100 年,每年流入海洋系統的塑膠垃圾將達到250-2025 億噸。海洋生態系統面臨的十大新環境問題之一是海洋垃圾中廣泛存在塑膠顆粒,這種現像在所有海洋中都有發現。 。
塑膠的氾濫,有時被稱為“塑膠污染”,已知會對海洋生物的健康狀況產生不利影響,並幹擾海洋生態系統的正常運作。
由於塑膠顆粒不易分解並且攝入後會產生負面影響,因此有證據表明它們會影響有機體層面的生化、生理和行為過程。
即使在不攝入的情況下,聚乙烯(PE) 珠等合成聚合物在海洋環境中只需很短的時間即可降解,導致有機物含量升高並在附近的鹽水中形成氧化基團。
隨著大眾對塑膠顆粒後果的認識不斷增強,聚合物塑膠對海洋棲息地的整體影響也越來越為人所知。
2. 微塑料污染
廢棄物品中經常發現被稱為微塑膠 (MP) 的小塑膠顆粒。初級微塑膠由微小的塑膠顆粒組成,可用於多種物品,包括噴砂設備、洗面乳和藥物輸送系統。
相反,次生微塑膠是較大塑膠物體(例如初級微塑膠)分解後留下的微小塑膠碎片。
對魚類和人類等生物而言,微塑膠可能會造成輕微的干擾,但當它們大量累積時,可能會致命。
研究表明,微塑膠會嚴重損害人體細胞,並與癌症、呼吸系統疾病和出生異常等嚴重健康問題有關。
3.環境影響 聚苯乙烯
發泡聚苯乙烯的生產成本雖然低廉,但卻為人類和環境帶來了巨大的代價。塑膠泡沫無法生物降解,因此對野生動物構成威脅。
塑膠泡沫透過分解成更小的碎片進入生態系統,動物經常將其誤認為是食物。這些碎片將被海鷗等野生動物吃掉,或餵給幼崽,讓它們的肚子充滿塑膠。
這些生物不會感到飢餓,因為它們的腹部充滿了塑膠碎片,因此它們很可能會餓死或對自己造成不可逆轉的傷害。聚苯乙烯泡沫是一種可漂浮的材料,可以透過漂浮在水道中來傷害世界各地的動物。
由於聚苯乙烯泡沫的化學成分,它也會對人們的健康產生影響。美國衛生與公共服務部已認定,聚苯乙烯的主要成分之一苯乙烯可能對人類致癌。
如果這種化學物質滲入聚苯乙烯容器中提供的食品和飲料中,則會對人類健康構成嚴重風險。對於生產泡沫和其他苯乙烯製品的人來說,有嚴重的健康危害。正如許多工人在生產不同產品時所做的那樣,吸入苯乙烯會對神經系統造成長期損害。
膨脹的聚苯乙烯泡沫塑膠是塑膠污染的主要來源之一。它會污染環境和垃圾掩埋場,造成大量垃圾堆積,危害人類和動物的健康。我們只需要停止使用它。
4. 食品仿製品
據美國國立衛生研究院稱,每年有數百萬隻海鳥因攝入被誤認為食物的合成聚合物而死亡,這使得這是與合成聚合物污染相關的最普遍的環境問題之一。該資訊涉及 44% 的海鳥物種。
由於鴴鷸類鳥類在調節魚類和甲殼類族群數量方面發揮至關重要的生態作用,其廣泛滅絕對生態系統構成了嚴重威脅。
5. 持久性有機污染物的分泌
持久性有機污染物(POPs),即持久性有機污染物,被認為是在環境中長期存在的毒素。例如毒殺芬和滴滴涕殺蟲劑。
太平洋大學的研究人員於 2007 年測試了來自北太平洋沿海地區的合成聚合物,發現每個樣本都含有危險的毒物。
這些人造聚合物對海洋漁業的健康構成威脅,海洋漁業在食用時不斷向魚類和野生動物分泌有毒化學物質,進而為人類提供食物。
六、生產污染
除了明顯污染海洋之外,合成聚合物的製造也會對環境產生負面影響。
根據環境工作小組組織提供的證據,杜邦化學公司幾十年來將聚四氟乙烯生產中使用的污染物洩漏到當地流域。
美國環保署表示,這種物質會在魚鰓中積聚,並能迅速沿著食物鏈向上移動。
7. 垃圾掩埋場堆積
合成聚合物不僅會在海洋中長期存在,而且由於其生產過程會造成水污染,還會對陸地造成嚴重問題,因為它們經常被丟棄在垃圾掩埋場,在那裡它們會在幾十年內繼續緩慢地將毒素滲入土壤。
據清潔空氣委員會組織稱,僅美國人每年使用的 1 億個塑膠袋(一種合成聚合物)中,只有不到 102.1% 得到回收。
除了將有毒化合物緩慢釋放到土壤中之外,這些合成聚合物的持久性和不可生物降解性如此之高,只要合成聚合物的使用持續存在並增加,就總是需要額外的垃圾掩埋空間。
結語
在生命的任何階段,聚合物都可能對環境產生重大影響。石油開採消耗大量能源並且可能洩漏,這對當地生態產生直接的負面影響。
產品生產後,對石油進行加工以製造原材料需要大量能源,並可能釋放對人類和環境有害的煙霧。
這些過程可能並非由再生能源驅動,這會向大氣中釋放溫室氣體,加劇氣候變遷。
由於大多數商業聚合物不可生物降解,一次性塑膠可能會堵塞公共區域和當地棲息地。它們也可以持續數十年。
客戶對聚合物產品的妥善處置可能導致其被填埋。即使是聚合物的回收也需要大量的能源和化學品,這會增加溫室氣體和有害氣體的排放風險。
正如我們所看到的,塑膠的使用和生產會損害環境,導致垃圾產生和溫室氣體排放。可堆肥和可生物降解塑膠的使用變得越來越流行。
這些物質在環境中分解得更快,並且由於塑膠的製造和使用而產生更少的垃圾。
