当塑料垃圾在海浪中破碎成微米级颗粒,它们便化作海洋微塑料——这一看不见的“隐形杀手”,已渗透到地球海洋的每一个角落,从表层海水到马里亚纳海沟6800米深处,每立方米海水里最高竟达1.35万个颗粒。它们吸附重金属、累积毒性物质,威胁海洋生物生存,更通过食物链进入人体,成为全球生态环境治理的棘手难题。近日,中国科学院深圳先进技术研究院团队在海洋微塑料污染治理领域接连突破,从技术创新到治理框架,全方位贡献中国智慧,为全球海洋生态修复提供了可落地的解决方案。
触目惊心:全球海洋深陷微塑料污染危机
近年来,全球塑料产量持续攀升,2025年已达3.8亿吨,超80%最终进入环境,经降解破碎形成微塑料。据联合国环境规划署数据,每年约1100万吨塑料涌入海洋,预计2040年这一数字将激增至2300万至3700万吨。
微塑料污染的危害远超想象。在海洋沉积物中,微塑料密度是水体中的10倍以上,红树林、盐沼等“蓝碳”生态系统成为污染富集区。它们不仅阻碍海洋植物光合作用,干扰鱼类生殖发育,更会携带持久性有机污染物进入食物链,人类每年不知不觉摄入超3000个微塑料颗粒。更严峻的是,微塑料尺寸越小,分布越广,亚微米级颗粒可穿透生物屏障,对脑健康、生殖健康构成潜在威胁。面对这一全球性危机,构建全链条治理体系已刻不容缓。
硬核突破:深圳先进院的三大中国创新方案
面对复杂的微塑料污染,深圳先进院团队跨学科攻关,从检测、降解、循环三大维度突破,形成一系列原创性成果。
精准检测:亚微米级识别技术填补空白
微塑料风化后尺寸变小、化学变性,传统检测技术难以捕捉亚微米级颗粒。深圳先进院合作团队联合香港城市大学,自主研发微型颗粒物精细分类检测仪,可识别亚微米尺寸微塑料,对不同风化阶段的聚乙烯、聚丙烯等颗粒分类准确率达93.8% 。该仪器具备高通量、无损、免标记优势,无需复杂样品制备即可快速现场检测,为全球微塑料污染监测提供了高效工具,填补了小尺寸颗粒检测的技术空白 。
生物降解:“微生物特种兵”攻克复合污染
传统微生物降解“偏科”严重,难以应对高盐废水中的复合污染物。深圳先进院戴俊彪团队与上海交通大学合作,构建工程菌株VCOD-15,被称为“微生物特种兵” 。该菌株通过迭代自然转化法,整合5条污染物降解通路,可同时降解5种典型有机污染物,在盐度高达102.5克/升的氯碱废水中仍保持活性,48小时内对目标污染物去除率超60%,部分实现完全降解 。这项技术不仅破解了传统菌株“遇盐即失活”的瓶颈,更可延伸应用于海上溢油、微塑料生物降解等场景,为海洋复合污染治理提供了生物智造方案 。
碳循环闭环:从海水固碳到可降解塑料
如何从源头减少微塑料产生?深圳先进院团队打造全球首个人工海洋碳循环系统,登上《自然》期刊。该系统采用“电催化+生物催化”双引擎,直接从海水中捕获二氧化碳,固定成可降解塑料单体,捕碳效率达70%,每生产1吨生物塑料可固定1.5吨碳。这一技术不仅实现了海洋碳资源的高值化利用,还能缓解海洋酸化,构建“捕碳-产料-降解”的生态闭环,从源头减少传统塑料污染,为海洋微塑料治理开辟了全新路径。
全球治理:院士领衔的系统性治理框架
除技术突破外,深圳先进院李蕾团队联合国内外多学科专家,在联合国教科文组织《海洋素养》第一卷中牵头撰写章节,提出EPICD跨学科行动框架。该框架涵盖公众参与、战略合作、跨界研究、传播培训、数字平台建设五大维度,整合神经生物学、海洋毒理学、临床医学等领域力量,系统解析微塑料对健康的影响,为全球海洋微塑料治理提供了可操作的治理路径。
中国工程院院士江桂斌评价道:“深圳先进院的成果,不仅实现了单一技术的突破,更构建了从检测到治理、从技术到管理的全链条解决方案,为全球海洋微塑料污染治理贡献了中国智慧与中国方案。”
中国担当:助力全球海洋生态修复
深圳先进院的成果,是中国参与全球海洋治理的生动实践。依托“一带一路”国际科学组织联盟,团队推动国际合作,共享治理经验;国内“科学+”教育联盟通过9年实践,惠及3万余名学生,提升公众海洋环保意识。生态环境部也大力推广“蓝色循环”等中国治理模式,为全球提供可复制的经验 。
当前,我国正推进陆海统筹的微塑料污染防治行动计划,制定监测技术规范,突破智慧监测与资源化循环技术,构建全链条治理体系。深圳先进院的系列成果,正推动我国从海洋微塑料污染治理的参与者,转变为引领者,为实现联合国“海洋十年”目标贡献中国力量。
未来展望:让海洋告别微塑料威胁
海洋微塑料污染治理是一场持久战。深圳先进院团队将持续深化技术创新,推动微机器人、生物降解、碳循环等技术产业化应用;加强国际合作,共享技术与经验;普及海洋环保理念,构建全民参与的治理格局。
从技术突破到框架构建,从实验室到海洋现场,深圳先进院的探索证明,中国智慧有能力破解全球海洋生态难题。随着更多成果落地,我们有理由相信,蔚蓝海洋终将告别微塑料威胁,重现生机与活力。