中科碳基 可降解塑料的降解处理

作为处理塑料污染问题而诞生的可降解资料近些年在全球范围内逐步流行了起来,整个工业的开展较快。北美洲和欧洲是可降解技能水平较高的区域,而亚洲是可降解资料市场规模最大的区域。依据欧洲生物塑料协会的数据,2020 年全球生物可降解塑料的产能为 122.7 万吨,其间亚洲的产能占全球的 46%,同时估计生物可降解塑料的产能在 2025 年将增长到 180 万吨。依据 A GREENER FUTURE 的估测,全球每年要产生大约 3 亿吨的塑料废物,可降解资料的覆盖率不到 1%。运用可降解资料替代传统塑料是一个夸姣的愿景,可是可降解资料真的是塑料污染的解药吗?

当然不是!

可降解资料是被大家神话的资料,其实在的功能和对环境的影响与人们抱负中的样子截然不同。2019年6月,欧盟颁布了对氧化降解塑料的禁令。氧化降解塑料是一种将生物资料与 PE 融合的组成资料,发明者期望用生物资料协助塑料制品降解,是呈现较早的可降解资料。后来,人们经过研讨发现,这种氧化降解塑料终究不会彻底降解,而是变成许多塑料碎片,因而这种可降解资料不光没有处理环境污染问题,反而让塑料废物的收回变得愈加困难。

当下干流认同的可降解资料是生物可降解资料,首要分为两类:生物塑料和生物可降解塑料,代表资料分别是 PLA 和 PBAT。生物塑料是指用植物纤维或提取物为质料组成的资料,而生物可降解塑料的制备和传统 PE 塑料类似,首要以化石燃料为质料,只不过具有可降解的特性。以当时的技能水平来看,这两类生物可降解资料都不是处理塑料污染问题的抱负资料。下面将供给生物可降解资料的 7 个首要问题供大家思考:

降解条件严苛。关于生物可降解资料,多数人或许会以为其丢弃后就会像水果相同很快消失得无影无踪。事实并不是这样,许多生物可降解资料必须在阳光和高温的效果下才干产生降解反响。依据 Eradicate Plastic 的创始人 David McGregor 的研讨,生物可降解塑料的结构使之难以在水中漂浮,并且在 50 摄氏度以上的高温下才会开始分化。也就意味着,除了特别的工业处理手段外,一般的陆地环境和海洋环境都不能使这种资料分化。除此之外,一般这种资料的降解还需求一定的光照,使填埋也很难成为合适的处理方法。

农药残留多。农用薄膜和地膜也是生物可降解资料的首要使用领域,我国的用量很大。当为农作物喷洒农药时,薄膜会依据资料的吸附率沾上一部分农药。为此,由荷兰瓦赫宁恩大学和哥伦比亚喀他赫纳大学组成的团队进行了相关的研讨实验。他们发现,传统的 LDPE 和 PAC 薄膜对农药的均匀吸附率为 23%,而生物可降解薄膜对农药的均匀吸附率高达 50%。除此之外,农药中的活性物质在薄膜上更难分化,分化速率比在天然状态下要低 30%。也就是说,生物可降解薄膜会夹藏更多的农药残留物质,假如运用天然降解的方法,这些农药残留物会污染协助分化的微生物,进而污染土壤的有机结构。

农业本钱高。质料 100% 来自于植物的生物塑料首要耗费玉米等农作物中的糖类物质。因而出产如PLA 之类的生物塑料会产生一种机会本钱——粮食的供应量下降。耶鲁大学环境学院的研讨发现,用来出产生物塑料的糖类物质通常来自喷洒了农药和除草剂的转基因农作物,而这类农作物的种植会侵占用来应对全球人口增长的农业土地,这与最初生物质燃料在推广时面对的问题相同。生物塑料和生物质燃料的使用都会添加农业对土地的需求。以玉米为例,依据 Eradicate Plastic 的测算,出产 1 千克的聚乳酸(PLA 等生物塑料的首要质料)大约需求耗费 2.65 千克的玉米。2020 年全球生物塑料的产能约为 48 万吨,需求耗费 127.2 万吨玉米,其间亚洲需求耗费 58.5 万吨玉米。依照全球每年大约 2.7 亿吨塑料的产值来估算,假如悉数替换成生物塑料大约需求耗费 7.15 亿吨的玉米。以此类推,其他类别的可降解资料即便不耗费玉米,也会耗费其他农作物,像 PBAT 还会耗费石油,因而用可降解资料彻底替代传统塑料是不切实际的。

综组本钱高。以现在的技能水平,出产 PLA 的本钱已经较为廉价,可是因为 PLA 所引发的农业本钱等问题存在,在此不以之为例。PHA 是一种优于 PLA 的生物塑料,在具有 PLA 的一切性质外,PHA 的出产不会耗费农作物,而是运用藻类。因为技能的约束,现在出产 PHA 的价格比较昂贵,并且在短时间内都不能经过量产来下降本钱。PBAT 的出产经过多种化学物质组成,这些化学物质普遍来自石油,导致 PBAT 的出产本钱长期维持较高水平。除此之外,比方 PLA、PHA 之类的生物塑料的质量普遍较差,因为其结构首要依照便利降解而设计,导致难以重复运用。这样的话,既会添加商家的运输本钱,又会添加消费者的运用本钱。

微塑料问题。微塑料是指直径小于 5 毫米的塑料颗粒。在 2016 年举行的第二届联合国环境大会上 , 微塑料污染被列入环境与生态科学研讨领域的第二大科学问题。全球海水中微塑料的均匀浓度在 0.01-10 个每立方米,大气中的微塑料的大小在 200-700 微米左右。微塑料可以经过河流、污水、农业设备、肥料、大气沉降等方法污染农田、林地等土壤,并在其间长期存在,形成土壤质量下降,导致农作物的产值下降。假如塑料不能彻底降解,将会以微塑料的方式存在。塑料不能彻底降解的情况有两种。第一种是生物质与 PE 混合的氧化降解塑料。这种可降解塑料的质量要高于生物可降解塑料,所以会被用来冒充生物可降解塑料。这种塑料降解时,生物质质料会消失,PE 质料会以微塑料的方式存在。第二种是因为降解条件的约束,生物可降解塑料短时间内不能彻底分化,只能先以微塑料的方式持续存在一段时间。

加剧温室效应。耶鲁大学环境学院的研讨表明,大多数的生物塑料最终都会经过埋葬来处理。生物塑料的降解需求氧气,无氧条件下的生物塑料很难降解。在地下缺少足够氧气的环境中,生物塑料不只可以保存几百年,还会因为生物质与微生物的效果开释甲烷气体,然后加剧温室效应。

处理方法无差异。因为生物降解资料需求独特的工业处理方法才干进行有用降解,一些当地会为了节省预算和省劲而将生物降解资料混同一般塑料一并处理,比方海南省一直以来就对生物可降解塑料废物施行燃烧处理。其实许多人关于生物可降解塑料存在一定的误解,以为生物可降解塑料可以防止废物收回时不小心流出,然后污染环境的情况产生,因而在处理方法上没有进行差异化对待。这种主意是错误。首要,假如生物可降解塑料废物不小心流落到天然环境中,很难自我降解。不能降解的可降解塑料会对环境形成和传统 PE 塑料相同的污染程度。其次,工业堆肥的处理方法可以将大部分生物可降解塑料进行无害化处理,而燃烧会额外形成对大气的污染。因而,假如没有将生物可降解资料进行独自处理的打算,使用生物可降解资料是没有必要的。

综上所述,尽管现在可降解资料工业在全球范围内开展得如火如荼,可是经过一定的研讨分析后,仍是要为其浇上一盆冷水。在每年 3 亿吨的塑料产值面前,可降解资料的使用真的是杯水车薪,用可降解资料彻底替代传统塑料的主意也是不切实际的。现在欧盟区域和依云、圣培露、可口可乐等企业纷繁将循环利用塑料制品作为当时处理塑料污染问题的方法,意在下降塑料制品在市场上的流转增量。未来塑料污染问题的处理或许会以出产者责任制为根底,经过政府的引导和居民的合作共同来完成。尽管可降解资料工业或许不是塑料污染问题的解药,可是也期望其开展不会只是昙花一现。

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