(来源:科普中国)

转自:科普中国

你一定想不到,这些看似普通的玻璃瓶,竟是自然界里“超长待机”的狠角色——它在自然环境中完全风化需要4000~5000 年,要是扔进填埋场,更是能“存活”百万年以上,堪称“史上最难风化的常见垃圾”。

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它凭什么这么能“活”?

提到难降解垃圾,我们首先想到的是塑料。可玻璃瓶的“寿命”,比普通塑料瓶还要长 10 倍以上,它的“长生秘诀”在于“身体结构”太过坚固,自然界里几乎没有能“分解”它的对手。

我们日常用的玻璃瓶,学名叫钠钙玻璃,主要成分是二氧化硅(SiO2),制作过程为把石英砂、纯碱等原料,在 1500℃ 的高温里“熔成液体”,再快速冷却定型,形成的一种通过桥氧(Si-O-Si)连接的三维致密结构[1]。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)长期监测发现,玻璃瓶的“长生”的秘密有 3 点[2]:

1

没有微生物能“消化”它

纸张、果皮能腐烂,是因为有微生物分解它们;但玻璃是无机材料,目前没有任何微生物能以二氧化硅为“食物”,它不会发霉、不会腐烂,只能被风吹日晒慢慢磨损。

2

化学性质“坚不可摧”

它耐水、耐氧化,就算遇到日常的酸碱,也不会被腐蚀。我们看到玻璃“发白老化”,只是表面一层浅浅的水合反应,根本不是真的分解。自然环境中,它每年被侵蚀的厚度只有纳米到微米级别,想完全风化,得等上数千年[3]。

3

结构“密不透风”

玻璃内部是连续无孔的“防护网”,水分子、离子根本钻不进去发生反应,它就像一块人造岩石,甚至比很多天然岩石还“耐造”,能在土壤、近海环境中稳稳待上千年[4]。

更让人震撼的是,要是把玻璃瓶扔进填埋场,没有光照、雨水的侵蚀,它几乎不会发生任何变化,存留时间能达到百万年以上(相当于从人类祖先直立行走,一直保存到现在)。

别被它“无害”的外表骗了!

很多人认为,玻璃碎了会变成沙子或石头粒,最后就能回归自然,没啥危害。这其实是我们对玻璃最大的误解。

玻璃不会真正“融入土壤”,它只会被海浪、风力、摩擦慢慢磨成玻璃碎屑、微玻璃颗粒,一直留在海岸、沙滩、土壤和水里,像一颗不会消失的“隐形垃圾”,甩都甩不掉。

这些不起眼的玻璃碎片,对生态环境暗藏多重危害:

1

对动物

水鸟易被碎屑划伤感染,鱼虾、飞鸟等误食玻璃微粒损伤消化道,蛤蜊、牡蛎等贝类滤食富集微玻璃,最终随海鲜进入人体。

2

对植物

玻璃碎屑埋入土壤,会阻碍根系生长,造成长期物理胁迫,影响植被正常发育。

3

对环境

玻璃残片在湿地、海岸、近海不断累积,难以自然降解清理,持续破坏水土与近海生态平衡。

4

对人类

玻璃中的有害成分会渗入土壤和地下水,富集在农作物中,最终通过食物链进入人体,威胁健康。

中国科学院海洋研究所的监测数据显示,玻璃类垃圾在近海固体垃圾中占比稳定,仅次于塑料,而且几乎没法自然消减,会在生态系统里一直“赖着”[5]。

放错位置的资源

虽然玻璃瓶难降解,但它有一个被我们忽视的“闪光点”——它能无限次回收重熔,性能几乎不下降,堪称“循环小能手”。用废玻璃再加工,比用原生矿石生产玻璃,好处多到超乎想象:

✅ 节约大量石英砂等矿产资源,减少对自然的开采;

✅ 降低熔炉温度,节能约 30%,超省能源;

✅ 显著减少碳排放和空气污染,助力“双碳”目标实现。

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而且,废玻璃回收制成的再生玻璃(Recycled Glass)和原生材料外观几乎看不出差别。目前,再生玻璃已经被广泛应用于玻璃瓶生产、城市道路的透水砖、公园的景观材料等[6]。

上海科技馆共生星球展区 来源:作者提供
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上海科技馆共生星球展区 来源:作者提供

对付玻璃垃圾,我们每个人只要做好 3 件小事,就能减少它的环境负担,让它实现“永续循环”:

❶规范分类回收:把干净的玻璃瓶,准确投入可回收物桶,做到“洗净、无残留”,让它顺利进入循环体系;

❷ 破碎玻璃妥善包裹:碎玻璃用纸张包好,避免伤到回收人员;

❸重复使用玻璃瓶:洗干净的玻璃瓶,用来当水杯、收纳罐,减少一次性使用。

科技创造出能存在百万年的材料,而文明要求我们对它的一生负责。真正的环保,不是拒绝使用,而是学会让每一件物品,都拥有可持续的一生。

参考文献

[1]LE LOSQ C. Silicate glasses and glass-ceramics: from raw materials to advanced applications[M]//Springer Handbook of Materials Measurement Methods. Cham: Springer, 2023.

[2]NOAA. Marine debris decomposition rates[EB/OL]. (2024-01-10).

[3] Gin M, Fournier C, Rebiscoul D, et al. Aqueous alteration of silicate glass: state of knowledge and perspectives[J]. Environmental Science & Technology, 2021, 55(12): 8148-8168.

[4] 科普中国. 玻璃在自然环境中能存在多久?[EB/OL]. (2022-08-29). https://www.kepuchina.cn/article/20220829/102667.shtml.

[5] 中国科学院海洋研究所. 中国近海海洋垃圾监测与生态风险评估报告 [R]. 北京:科学出版社,2024.

[6]吴其胜,张长森,刘学军;废玻璃再生骨料制备透水砖试验研究 [J]. 新型建筑材料,2024, 51 (8): 134-138.

来源丨上海科技馆(id:sstm01)

作者丨赵一航,上海科技馆展教中心

审核丨孙明轩 上海工程技术大学教授、中国科普作家协会会员

何鑫 上海自然博物馆研究员 上海市科普作家协会理事

责编丨甄曦