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夏意初临,又到了碳酸饮料重出江湖的季节,其中,最好喝的莫过于玻璃瓶装的了。当你喝完随手将空玻璃瓶扔掉时,心里或许还会默念:玻璃嘛,埋在土里慢慢就变成沙子了,很环保的……


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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降解需要4000~5000年,要是扔进填埋场,更是能“存活”百万年以上,堪称“史上最难降解的常见垃圾”





# 上海科技馆展品


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转动转盘,你会发现降解时间最长的垃圾就是玻璃瓶……

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垃圾降解时间

无法降解的玻璃怎么救?看这里!

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再生材料


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。


你见过沙滩上美丽的“绿色石头”吗?它是玻璃瓶变的!

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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]

来源:豆包


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]


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。

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 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]


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。


玻璃永远不会真正“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。

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这些不起眼的玻璃碎片,对生态环境暗藏多重危害:

?对动物:水鸟易被碎屑划伤感染,鱼虾、飞鸟误食玻璃微粒损伤消化道,蛤蜊、牡蛎等贝类滤食富集玻璃纤维,最终随海鲜进入人体;有色玻璃析出的有毒物质还会直接毒害生物。

近海废弃玻璃钢沉船经海水常年侵蚀,船体玻璃纤维不断脱落入海,被蛤蜊等贝类吞食富集,顺着食物链威胁海洋生物与食用海鲜的人类健康。

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?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。

?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。

?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]

碎玻璃形成的“玻璃海滩”

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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。

来源:作者提供


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]


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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”:


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;

破碎玻璃妥善包裹:碎玻璃用纸张包好,避免伤到回收人员;

 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。

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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.



作者:赵一航,上海科技馆展教中心
策划:一星期
编辑:rain、一星期
科学审核:马汝广 苏州科技大学材料科学与工程学院 教授

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网络图片版权归原作者所有
文章为上海科技馆所有


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