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usdt无需实名买卖(www.caibao.it):我们如何将石油转变为塑料?

2021-01-28 07:48 出处:  人气:   评论( 0

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新浪科技讯 北京时间1月27日新闻,据外洋媒体报道,海洋学家查尔斯・摩尔称,只有我们人类才气制造出大自然无法消化的垃圾。据悉,1997年他在太平洋(601099,股吧)航海勘测时发现了海洋垃圾带,这些垃圾主要是塑料垃圾。

大多数人联想到海洋垃圾时通常是进入视线局限的塑料制品废弃物,这些质料无处不在,我们人类每年生产约莫3亿吨塑料,其中约莫一半是一次性使用的,这意味着人们使用完塑料制品之后就会立刻抛弃。通常大多数塑料垃圾被运送到垃圾填埋场举行处置,但其中一些垃圾被吹离,进入河流,最终流入海洋,事实上,平均每年约莫有800万吨塑料污染物进入海洋,缠绕着海洋生物,污染了珊瑚礁,最终被水、风和阳光降解,剖析成数以万亿计的细小塑料颗粒。

对于许多海洋物种来说,塑料颗粒看起来异常有吸引力,颇像食物,它们会以海洋污染物为食,最终因缺乏营养而饿死,微塑料外面也会吸引海洋中的污染物,并最终将这些污染物输送到动物体内,现在科学家仍在继续探索海洋垃圾发生的生物影响。微塑料也有可能对人类造成危险,由于我们通过吃海鲜甚至饮用水摄入它们,2019年,世界卫生组织呼吁睁开深入研究,剖析微塑料污染对人体康健组成的潜在影响。

支持这一切的事实是:依据制造塑料所用的身分,塑料具有难以置信的弹性,而且可能永远不会真正地生物降解,近年来,科学家希望通过水中和土壤中的微生物,有效地将其还原为自然界中基本可重复使用的化合物。考虑到自然环境中存在的塑料污染,将形成更为清晰的问题,例如:大多数进入海洋的一次性塑料垃圾可能会停留数百年无法降解,这将对海洋环境组成严重威胁。

我们是若何制造这场持久性塑料危急的?谜底就在我们制造塑料的历程中,但首先,最主要的是明白“塑料”并不只是我们想象中漂浮在海水的购物袋,现在海洋中存在大量塑料垃圾碎片,甚至还污染了海底环境。

塑料是什么?

英国赫尔大学化学家卡尔・莱德肖说:“‘塑料一词’通常涵盖普遍的非平均质料,每种质料各有差别的应用,而且具有差别的物理性质,现今我们已知的塑料质料已有300多种。”据悉,莱德肖介入赫尔大学塑料互助实验室项目,研究改善塑料工业的可连续性生长。

那么,若是塑料云云差别,它们有什么共同之处呢?它们是由聚合物组成,聚合物是由许多重复单元组成的分子,其结构赋予了塑料许多性能,例如:通常所具有柔韧性、延展性和强度,除此之外,塑料通常分为两大类:生物基塑料和合成塑料,生物基塑料的聚合物来自玉米淀粉、植物油和细菌等泉源,合成塑料即用原油和天然气合成的聚合物。

只管生物基聚合物听起来十分友好,但它们并没有优越的环境纪录,由于它们可能会在环境中连续存在而无法生物降解,莱德肖注释称,并不是所有生物基塑料都是生物可降解聚合物,也不是所有的生物可降解塑料都是生物基,然而,石油和天然气衍生的质料造成的环境危害十分严重,由于这类塑料在环境中存在的时间更长,同时也会造成其他的环境影响。

为了明白其中的缘故原由,我们来考察一个石油衍生塑料的实例:将牛奶瓶放入冰箱举行冷藏,这个塑料瓶最先了它的生命历程,事实上制造此类塑料的原质料并不简朴,它们源自地球深处的原油,原油群集在地壳内部的高压区域中,它们通过钻探头和泵装置传输到地球外面,再通过管道输送到炼油厂。原油的浓密物质是由碳氢化合物组成,碳氢化合物是由碳和氢原子组合,它们形成差别长度的链状结构,赋予其差别特征,这些碳氢化合物是地球上最早的塑料质料。

在炼油厂,塑料制品生产真正最先了,像糖蜜一样的原油在炉子上加热,依据碳氢化合物所含原子的数目以及由此发生的分子量,将它们分成差别的基团,然后将它们送入四周的蒸馏管中。在蒸馏管中,通常分子结构较长、较重的碳氢化合物沉积在底部,而分子结构较短、较轻的碳重化合物上升至顶部,最终原始被星散成几种差别的化学物质,例如:石油、汽油和石蜡,每一种都含有相似重量和分子长度的碳氢化合物,其中一种是石脑油,该化学物质将成为制造塑料的主要质料。

石脑油就像塑料生产中的金粉,由于它所包罗的碳氢化合物中有乙烷和丙烯,这两种化合物对地球上最常见、最普遍的塑料产品的形成至关主要,包罗用于制造牛奶瓶的塑料,然则要想制造出真正可以用于制造塑料的物质,乙烯和丙烯必须先将它们的烃类质料剖析成更小的单元。

有差别的方式可以做到这一点,一种方式是在零氧环境中使用高温高压,该历程被称为“蒸汽裂解”,它将碳氢化合物剖析成更短的分子结构,其被称为单体。

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专注于可连续聚合物质料的阿斯顿大学博士后研究员帕亚尔・巴赫蒂说:“像乙烷中的乙烯,都可以在热裂解后直接从石脑油中提取,最终提炼出来的乙烯和丙烯是制造塑料物质结构的主要质料。”

下一步研究是通过一种叫做聚合反应的历程睁开的,在该历程中,那些单独的单体身分以新方式举行化学组合,发生较长的重复链,被称为聚合物,在该情况下,乙烯和丙烯形成了聚乙烯和聚丙烯,这是地球上两种最常见、生产最普遍的聚合物。

那么,为什么这两种聚合物云云受欢迎?聚乙烯的结构可用于制造差别密度的塑料,这意味着它可以是懦弱而柔韧,或者是坚硬而坚韧的物质,因此它的用途异常普遍。此外,聚丙烯的结构也具有怪异的灵活性和弹性,因此,我们天天能看到许多类型的塑料产品,聚丙烯主要用于制造一次性塑料用品,例如:牛奶瓶,一样平常生涯所用的塑料包装、吸管、水瓶、购物袋、洗发水瓶、瓶盖等。

然而,这仅是几十种合成塑料中的两种,其他类型的碳氢化合物是从差别的泉源中星散和剖析出来的,不仅来自原油,也来自天然气,它们也被用于制造塑料,在某些情况下,聚合物可能是由单个单体重复组成,就像我们看到的聚乙烯和聚丙烯一样,或者它们可能包罗几种类型的单体组合。

更主要的是,每一个聚合物链都将以差别方式举行加工处置,并与种种添加剂夹杂,其中包罗:抗氧化剂、发泡剂、增塑剂、阻燃剂等,使它们具备种种的生态位功效,从而使塑料变得云云“万能”。

巴赫蒂说:“差别的塑料具有差别的特征,以食物包装为例,它应该阻止过量的氧气和阳光,从而制止被降解,以是它含有添加剂使其降解,我们可以说,正是这些添加剂赋予了聚合物特征,才导致塑料的形成。”

最终这些塑料产业链缔造了我们现今所拥有的塑料产品多样性,它们为食物生产和储存、化妆品、手艺研发和医药保健做出了巨大贡献。

“外来质料”

现在让我们“快进式”领会塑料产品的生产历程,从石油和天然气中合成的塑料,是通过星散碳氢化合物,剖析成它们的组成部门,然后将这些部门重组在自然界中从未见过的全新形态。简朴地讲,这是缔造了一种“外来质料”,这是地球水和土壤中的微生物所不熟悉的,巴赫蒂注释称,合成塑料中的碳主链无法被土壤细菌识别,这意味着它们无法被消化,并将其转化为水和二氧化碳。

莱德肖说:“聚乙烯这类物质在垃圾填埋场需要几个世纪才气剖析,这意味着我们一生中制造的许多事物仍然保持着靠近原始的形态,持久性并不是唯一的问题:随着塑料在阳光、水和风的影响下逐渐剖析,石油和天然气衍生的塑料制品会释放出温室气体,并将生产历程中添加的化学物质重新返回环境中,我们需要稀奇关注一次性塑料污染的数目,加上其对环境长达数百年的持久性损坏,未来塑料制品造成的环境灾难可能加倍严重。”

但也有设施脱节这些堆积如山的塑料垃圾,莱德肖以为,生物可降解塑料是未来研究重点之一,这可能是一个潜在的解决方案,换句话说,制造可生物降解塑料并不一定意味着用玉米淀粉等生物质料生产塑料(只管这可能提供一个解决方案),更详细地讲,该历程需要用聚合物来制造塑料,这些聚合物可以被水中和土壤中的微生物合理有效地剖析。

若是要彻底改变塑料对地球环境的影响,生物可降解聚合物需要取代油性聚乙烯和聚丙烯,但同时也要保持传统聚合物的强度和柔韧性等性能,这正是它们云云受欢迎的缘故原由,但这是一项艰难的义务,由于传统聚合物在制造成本上仍然具有竞争力,这使得该义务加倍棘手。

但近年来一些生物可降解的方案正在取得希望,一种是聚乳酸,它可用于制造杯子、餐具和吸管等一次性物品,一旦它进入人类生涯环境,能更有效地生物降解,莱德肖以为,随着全球局限内对塑料制品的需求量连续增大,此类发现可能会逐渐增多。

在其他领域也有努力乐观的迹象,2016年,研究职员发现一种能吃塑料的细菌,之后其他职员又发现能吃聚乙烯的蠕虫,此外,他们还发现能够剖析塑料垃圾的酶物质。

莱德肖说:“或许未来几年里,我们将从这些细菌和蠕虫获得塑料剖析和消化的能力,甚至能剖析聚乙烯塑料袋,培育体型更大的蠕虫,它们可以吞食我们的塑料垃圾。”

无论若何,在制造塑料的历程中,人类想法从自然中获得原质料,并彻底革新它们,以至于自然无法消化它们,这是人类聪明才智导致的逆境,现在我们希望通过研发新型手艺改变这一切!(叶倾城)

(责任编辑:季丽亚 HN003)
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