塑料污染

亨德森島離最近主要陸地也有5000多公里，可能是地球上最偏僻的地方。然而，盡管完全沒有人煙，這個天堂般的南太平洋島嶼卻充斥著超過40億個塑料碎片和顆粒。亨德森島海灘上的垃圾不僅有礙觀瞻，而且對被其窒息或困住的海洋生物也是致命的。像這樣的塑料碎片只是自1950年以來產生的80多億噸塑料去向的一個例子。

原子能機構正在與世界各地的專家合作，以改變這種情況，保護海洋生物和環境免受塑料污染。原子能機構與其合作伙伴正在研究和開發電離輻射技術，以經濟適用的方式對塑料進行再加工和回收。這些技術涉及使用電子束加速器，對廢舊塑料進行輻照，以便回收或更易于改造成其他產品。

這項技術很有前景，因為它并不完全是新技術，而且長期以來已得到成功應用。從汽車上的橡膠輪胎到熱水管和食品包裝，輻照聚合物隨處可見。原子能機構放射性同位素產品和輻射技術處處長Celina Horak說：“如果我們能在工業應用中使用這項技術獲得塑料的新特性，那么沒有什么能阻止我們也使用輻照改造和重組塑料，以提高其可回收性，減少塑料的處置量”。

塑料由不同類型的聚合物組成，聚合物是一種由稱為單體的重復原子團的長鏈或網絡組成的物質。輻照聚合物會對聚合物產生不同的影響，有益于塑料廢物回收、減少和再利用。

一個旨在開發利用電離輻射回收聚合物廢物的新的原子能機構協調研究項目正在引領這一領域的研究。菲律賓核研究所科學研究專家BinJeremiah Barba說：“輻照材料不再僅僅是一種制造工具，也是一種回收工具，因此用于聚合物改性的電離輻射技術對于塑料廢物處理很重要。”她的研究所只是18個國家中的一個，這些國家正在合作研究交聯、斷鏈、接枝和其他表面改性等輻射過程如何幫助各國開發更經濟適用、更容易獲得的回收方法。

交聯過程是指利用電子束輻射在聚合物鏈之間形成橋梁。通過將聚合物鏈連接在一起，材料的性能得到增強，并可用于制造更持久、更耐用、質量更好的產品。這是制造汽車輪胎的常見做法，它可以使制造商減少橡膠的用量和厚度，從而降低原材料和生產成本，并使產品更具可持續性。

與輻射交聯不同，聚合物降解幾乎是用與之相反的方式進行。在斷鏈過程中，聚合物被切割或“降解”。“這個過程使材料更易碎，更容易被研磨成更精細的聚合物。例如，聚四氟乙烯（一種以特氟龍品牌而為人熟知的更常見化學涂層）會被降解，然后用于機油潤滑劑和油墨添加劑，”土耳其工作牽頭人、哈西德佩大學輻射聚合物專家Olgun Güven說。在這個協調研究項目下，專家們正在考慮如何在化學回收中使用斷鏈技術，即將一種產品分解成基本化學形態，生成新的原材料或燃料。他說，通過斷鏈進行回收利用可以極大地促進使用一次性聚合物生產新產品。

接枝是在另一種聚合物表面引入定制的短聚合物鏈進行改性的過程。這一技術還可以用于將通常不相容的聚合物結合在一起，以便更容易對廢物進行重塑和重組。

這些技術只是原子能機構探索利用電離輻射從塑料中回收廢物的幾種方法。Horak說：“工業中使用的這些工具可以應用于回收利用，是減少危害我們環境的塑料廢物的解決方案中經濟適用和可獲得的一部分。”她說，正在進行的協調研究項目將改進和驗證這種塑料回收技術，并幫助確定其在各國使用的可行性。它還將制定一項計劃進行知識轉讓和應用。

為了提高全世界應用創新輻射技術的能力，通過回收塑料減少塑料廢物，原子能機構于2021年發起了“核技術用于控制塑料污染”（NUTECPlastics）倡議。該倡議致力于幫助各國利用各種核技術，以科學證據表征和評估海洋微塑料污染，同時展示如何利用電離輻射進行塑料回收，將塑料廢物轉化為可再利用的資源。

“核技術用于控制塑料污染”倡議將通過協調研究項目幫助提供精確的科學數據，為塑料污染政策提供信息，加強跟蹤塑料的方法，以及提高該回收技術的可擴展性。通過該倡議開展的原子能機構技術合作項目將為研究人員提供設備和培訓，以進行知識轉讓和促進塑料回收項目。制定準則將有助于各國建立設施，利用核技術解決塑料污染問題。