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第十二项可持续发展目标

第十二项可持续发展目标 （SDG 12） 的核心在于推行负责任的消费 （使用资源） 与生产 （创造材料） 方式。 该目标旨在推动世界各国共同守护地球家园。 减少废料既能保护环境, 又能节约植物、 粮食、 能源等重要资源。 如果不加以节制, 现有资源终将枯竭, 子孙后代便无资源可用。 正因如此, SDG 12 倡导开发木材、 太阳能等可持续材料, 让我们的星球永葆美丽与健康。

实现 SDG 12 有多条重要路径 （图 1） [1] 。 回收利用是最广为人知的方式:将可回收物投入专门垃圾桶而非普通垃圾桶, 这些材料会被运往工厂分解再造, 变为相同或相似制品, 例如将玻璃瓶再生为新瓶罐。 还有一些工厂运用科技手段, 将废弃物转化为截然不同的新产品, 即升级再造: 将废弃材料重塑成比原物更具价值的新品。 例如, 把旧T恤改造成手提袋就是升级再造的典型:让旧衣物焕然新生！ 回收利用与升级再造都能让废弃物重获价值, 共同助力 SDG 12 的实现。

可自然降解的材料

你是否注意到, 曾经的购物袋通常由有害塑料制成, 而现在不少商家已改用纸袋或能在自然环境中分解的新型塑料袋？ 传统塑料袋被丢弃后会持续存在数百年, 污染土地与海洋, 而新型塑料袋由名为生物质的天然材料制成, 具有生物降解特性。 这意味着它们能参与自然循环 ——在环境中分解后转化为新生植物的养分。

生物降解是理想的材料分解方式。 当前我们处理垃圾的主要方式对环境并不友好:由于废弃物激增, 垃圾填埋场日趋饱和, 其规模扩张会对周边居民和动物造成负面影响。 科学家正在探索更完善的垃圾处理方案, 致力于通过低能耗、 低污染的生产方式生产产品, 以保护地球并持续推进 SDG 12 及其他环保目标 [2] 。

什么是生物质？

生物质是由动植物等生命体形成的特殊混合材料。 玉米叶、 枣椰树叶等农业废弃物和骨骼、 脂肪等动物废弃物都属于生物质。 这些材料因持续生产而供给充足, 并能完美融入自然循环, 因此成为可再生、 可持续资源, 就像一份永远用不完的馈赠, 让子孙后代也能受益。

生物质因其卓越特性在科学与工程领域备受青睐:它在全球范围内分布广泛, 并且不产生化学污染, 对大自然有益。 当生物质制品使用寿命结束后, 可轻松自然降解, 不会在分解过程中释放危害环境的物质。 膜材料是生物质的重要应用领域之一。 这种薄层结构能像筛网般按尺寸分离物质。 图 2展示了一些膜制品, 包括日常生活中的常见用品。 目前, 许多膜仍由源自化石的化学品制成。

具有微孔结构的膜能分离肉眼不可见的物质, 例如用于去除水或药品中的有毒化学物质。 为此, 科学家通过类似乐高^® 积木的微观单元组装出名为“纳米过滤膜”的超微孔膜。 你在家中或学校里还见过哪些膜结构呢？

膜技术应用

我们的可持续分离工程研究团队专注于利用天然材料开发膜产品, 让日常生活变得更加便捷而美好。 图 3展示了我们将三种生物质成功升级再造为纳米过滤膜的例子。

以沙特和中东特产椰枣为例:食用后果核通常被丢弃。 我们在 KAUST 的研究项目将椰枣核转化为膜材料:先将果核研磨成粉, 经清洗处理后通过专用设备压制成超薄膜。 这种创新工艺正是帮助实现 SDG 12 的升级再造典范 [3] 。

另一种有趣的制膜方法是利用虾壳。 我们的团队可从人们食用虾肉后丢掉的虾壳中提取“几丁质”。 这种特殊物质不仅能被制成绷带、 药品和营养补充剂, 还能用于生产功能性滤膜。

藻类也是极具潜力的制膜生物质来源。 藻类是外观类似植物的生物, 体型从微观单细胞到巨型海藻不等, 大多栖息于水域, 像陆地植物那样通过阳光生成养分。 科学家从藻类中提取特定化学成分与液体混合后, 经专业设备加工即可制成超薄膜。 这就像在菜园种植蔬菜, 成熟后采摘清洗即可烹制晚餐。 两者理念相通, 只是借助科技力量, 我们将藻类转化为高科技膜材料 [4] 。

从椰枣核、 虾壳到藻类, 这些废料升级再造的实践都在推动全球早日实现 SDG 12。

变废为宝

通过以上例子, 我们看到了生物质等天然材料的制膜潜力 ——它们有望取代当前使用的不可持续的材料。 SDG 12 旨在引导我们反思材料的生产、 使用及废弃方式。 借助生物质的创新应用, 我们既能开发低毒性材料, 又能减少有用物品生产过程中的有害化学品用量。 更重要的是, 采用生物质可减少废弃物生成总量。 科学研究正通过减少垃圾填埋量为保护地球作出重要贡献。 你们都可以参与其中:在家中做好回收利用, 持续学习减废知识, 向身边人介绍生物质升级再造的妙用。 请记住, 所有这些行动都在推动 SDG 12 的实现 —— 每个人都能贡献一份力量。

术语表

可持续发展 (Sustainability): ↑ 人类能与地球长期和谐共存的共同目标, 充分考虑子孙后代的发展需求。

回收利用 (Recycling): ↑ 将空水瓶等废弃材料进行处理、 清洁与修复后再次使用的过程。

升级再造 (Upcycling): ↑ 将旧材料转化为价值更高的新物品, 例如把废旧木梯改造成时尚书架。

生物质 (Biomass): ↑ 来自动植物的可再生废弃物, 可用于制造新的有用产品。

生物降解 (Biodegrade): ↑ 由生物质制成的废弃物在自然环境中分解的过程。

可再生 (Renewable): ↑ 可再生资源能以与其消耗速率相当的速度不断补充, 而不可再生资源会持续消耗且储量有限。

膜 (Membrane): ↑ 具有选择性透过功能的带孔薄层材料, 通常基于物质尺寸进行筛分。

纳米过滤 (Nanofiltration): ↑ 分离肉眼不可见的微小分子的精密工艺。

利益冲突声明

作者声明本研究不涉及任何潜在商业或财务关系。

致谢

谨向阿卜杜拉国王科技大学 （KAUST） 的 Nicki Talbot 致以诚挚谢意, 感谢她在审校阶段提供的宝贵支持, 本系列的完成离不开她的专业贡献。 同时向 KAUST 可持续发展办公室与联合国开发计划署沙特阿拉伯国家办公室表示谢意, 感谢他们始终致力于提升公众对联合国可持续发展目标 （SDG） 的认知, 共同推动世界走向更可持续的未来。 本文插图由 KAUST 科学插画师 Ana Bigio 绘制。

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