环科精选 | 加大力度？数据分析发现现有的努力无法阻止大面积塑料污染
原论文信息：
Stephanie B.B. et al. Predicted growth in plastic waste exceeds efforts to mitigate plastic pollution (2020).
DOI: 10.1126/science.aba3656
本文是对近期发表于Science期刊上的《Predicted growth in plastic waste exceeds efforts to mitigate plastic pollution》论文导读
背景介绍
随着上个世纪塑料开始被广泛应用在人类生活的方方面面中，废弃塑料的处理问题就一直困扰着人类。缺乏管理的废弃塑料被排放到自然环境中极难被降解，将对生态环境与野生动植物造成长远的影响。江河海洋中的废弃塑料累积造成的影响已经在近年来难以被忽视。从两极到深海均发现了塑料残片的踪迹。更严重的是，随着美国的页岩油革命，石化工业几年来的投资增加了数千亿美元。这些投资势必将增加塑料的生产，并进一步加大废弃塑料的排放。
对自然水体的塑料污染已经在人类聚集的地区随处可见
为了治理和减少塑料被排放到自然环境中，国际上浮现了一批相关的条约（如巴塞尔公约的部分条款），各个国家相应地开展立法治理工作。例如在不少的国家或地区，一次性塑料制品都开始被禁止或者征收额外的税款。但是目前而言，这些国际上的条约倡议以及各国的立法措施的有效性都缺乏相应的数据支持。所有这些减少塑料污染的努力究竟能换来多少的成果呢？近期，一篇发布在Science期刊上的科研论文，使用数据分析与预测，初步地解答了这个问题，并同时指出目前所作出的努力并不足以减缓塑料继续污染水体。如果希望能在2030年左右使自然水体中的塑料污染问题能够得到有效解决，人类需要付出非凡的努力。
数据及方法
作者采用了全球173个国家的数据，预测了到2030年为止水体中废塑料排放在三种情况下的总量及所需的努力：1）自然发展的情况，即按照现有的增长趋势预测；2）现有努力下的理想情况，即现有的所有国际条约与共识都被完美遵守的前提下结合增长趋势预测；以及3）排放总量降至可接受量以下的情况，即8百万吨以下，该可接受的量按照2010年的总排放量估算（正是这一年的排放引发了大量负面后果和全球性的关注）。对未来的增长趋势估算结合了人口的自然增长，人均垃圾产生的增长，以及垃圾中塑料的比例等因素。基于世界银行对各国家社会收入的区分（高收入，中高收入，中低收入，及低收入）对所有173个国家中垃圾的处理及回收比例做了评估。此外，对废塑料被排入水体环境的可能性制定了基于与最近水体环境距离的概率函数，该函数估算了各地区由于垃圾管理不完善导致的废塑料被排进水体环境的可能性。预测的基准时间点为2016年，这一年约有19到23百万吨（占当年产生的废塑料总量的11%）的废塑料被排放到水体环境中。
结论
根据自然发展的情况，假如人类无法采取有效的努力（对废塑料的管理和回收等），到了2030年每年都会有90百万吨（9千万吨）的塑料废物被释放到自然环境中。而如果所有的国际性条约与倡议都能够被完美遵守，这个数字将会是每年20到53百万吨。在这个估算中，全球范围内塑料制品的使用将会减少（高收入国家减少10%，中高收入和中低收入国家减少5%，低收入国家不变），被有效管理的垃圾比例上升（高收入国家从63%上升至90%，中高收入国家从40%上升至70%，中低收入国家从21%上升至50%，低收入国家从6%上升至30%），以及全球总回收的比例上升至10%。
可以看到，无论是以上两种情况中的哪一种，都无法有效地把废塑料的排放降低到不引起大量负面效应（2010年前）的程度。如果把目标设定为在2030年时每年排放到水体环境中的塑料小于8百万吨，又需要什么程度的努力呢？
经过作者的计算，如果把减少塑料制品的使用作为单一手段，则需要全球所有国家相较于2016年减少85%的塑料消费，如果采用垃圾管理作为单一手段，则需要做到99%以上的垃圾都被有效管理，而如果采取回收作为单一手段，则需要让85%的塑料制品得到回收。很显然，这三种方案都非常难以达成。作者综合三种手段，使它们相结合，计算出到2030年高收入国家需要减少40%的塑料消费，中高收入和中低收入国家需要减少30%，低收入国家减少25%，并且高收入和中高收入国家需要做到99%的垃圾有效管理，中低收入和低收入国家则分别需要做到60%和40%，此外全球的废弃塑料回收率需要达到40%。显然，这些需要的努力都大大超过了现有的条约与倡议。可以看出，人类还需要额外付出巨大的努力才能使水体塑料污染问题能够得到改善。
图：三种预计情形下被排放到自然水体中的废塑料预计，右侧四图为按照收入划分的四类国家，从上到下分别为高收入，中高收入，中低收入，以及低收入国家的预测（图片来自原论文）
需要注意的是，作者也在文中提到了计算中所忽略的一些因素。如发达国家塑料垃圾有一部分会被运送到发展中地区，而这些地区又缺乏进一步有效的管理，因此作者很有可能高估了高收入国家实际的垃圾管理率。而对废塑料的“有效管理”有可能也会引发其他的社会与环境问题。如通过焚烧的方式处理垃圾会造成二次污染。
结语
这篇论文采用数据分析的方式解答了目前人类对减少塑料污染做出的努力将来会有多大成效的问题。可以看出，即使是最乐观的估计，目前人类所作出的努力仍远远不足以解决塑料在水体环境中的污染，并且这个污染还会随着时间越来越严重。这个结果揭示了人类还需要趁着为时已晚之前做出更多的努力以应对塑料污染的问题。