可生物降解塑料是白色污染的终结者吗?目前看来还是很困


2020-06-26 19:06 来源:澎湃新闻

在19世纪,美国的一位印刷工海耶特,在看到悬赏寻找象牙替代品的消息后,反复尝试,发现在硝化纤维素中加入樟脑得到的物质坚硬而不易碎,可以随意塑造成各种形状。他将这种材料命名为硝酸纤维素,这是人类历史上最早的合成塑料。1907年,美国化学家贝克兰实现了高分子酚醛树脂的人工合成,揭开了合成高分子塑料材料在人类应用的序幕。塑料一词来源于希腊语“plastikos”,意思是任何形状的物质。

在过去的半个世纪里,塑料的产量增加了20多倍。它们轻便、耐用、便宜且用途广泛,成为一种无处不在的产品。塑料脚印遍布世界各地,包括最深的海底、珠穆朗玛峰的最高峰和极地冰盖。

塑料对环境有害,因为它很难降解。是否有可能改变材料配方,并在丢弃后在特定环境条件下最终将其降解?因此,生物降解塑料受到高度追捧,并有很高的期望。但是可生物降解的塑料能治愈塑料污染吗?

法国道达尔集团R&D亚洲副总裁、道达尔中国首席科学代表徐中华认为,目前大规模推广生物降解塑料是不现实的。他在一次采访中说,在相当长的一段时间里,我们仍然不得不依赖传统的塑料产品。

“推广使用生物塑料的前提是,必须优先考虑粮食安全。除了原材料来源的问题,生物降解塑料的成本仍然高于普通塑料。在继续推进生物降解塑料技术创新的同时,要加强传统塑料的回收利用,充分发挥其价值,逐步走向环境友好型的可持续发展道路。”徐中华说道。生物可降解塑料,塑料污染的终结者?

塑料垃圾从哪里来?用于网上订购食物的吸管和袋子中的固体塑料颗粒、快递箱中的胶带和缓冲剂以及沐浴露一直在大量生产。COVID-19流行病在全球的蔓延导致了塑料需求的突然增加。一次性口罩、防护服、手套、畅销消毒产品的外包装和塑料到处都是。

大多数化石基塑料不能降解,这意味着它们可能在自然界存在数百年甚至数千年。自20世纪80年代以来,科学家开始研究塑料在活跃环境中的微生物作用下是否会降解和消失。来自玉米和其他作物的聚乳酸产品是目前最成功的生物降解塑料。聚乳酸是完全可回收和可生物降解的,因为它是一种全生物基材料。它可以通过机械或化学方法回收,或者在某些情况下,通过堆肥作为肥料使用。

除了众所周知的跨国石油和天然气巨头的地位,道达尔很早就进入了可降解生物基材料和生物燃料领域。2007年,道达尔和银河在比利时成立了一家合资公司富特罗,探索用可再生植物资源生产聚乳酸生物塑料。2018年,道达尔和荷兰合作伙伴科比昂共同建造的解放军工厂在泰国投产,非转基因甘蔗被用作生产生物基聚合物的原料。该厂年产量为7.5万吨,是世界第二大解放军工厂。

道达尔在泰国的解放军工厂用非转基因甘蔗生产生物基聚合物。照片由道达尔提供

徐中华介绍,可降解塑料有几个发展方向:除了在特定条件下能完全分解成二氧化碳和水的聚乳酸外,还有通过添加剂促进降解的破坏性可生物降解塑料,以及在传统塑料的聚合物链上添加光引发剂和其他对光敏感的添加剂的光降解塑料。

随着全球塑料减量运动的兴起,市场上出现的生物降解塑料被许多人误认为是“救世主”。人们在丢弃这种塑料时似乎感到很放心,因为他们认为这些塑料最终会在环境中降解,不会造成伤害。然而,值得注意的是,可降解塑料也需要回收,并以特定的方式妥善处理,不应该随意丢弃。

塑料困境的根源之一是人们对材料的需求在塑料产品的整个生命周期中不断变化。“在使用过程中,塑料的强度、耐温性和防潮性必须满足一定的条件。即使是可降解塑料,废弃后也必须在特定的温度、湿度和微生物的共同作用下分解,不会在自然环境中自行“消失”,否则在常温下无法实现使用功能。”

可生物降解塑料不是万灵药。徐中华表示,道达尔在比利时成立PLA工厂时,在产品推广方面也遇到了很多困难,即使是现在,整个可降解塑料行业仍然面临着一系列共同的挑战。例如,成本高于普通塑料,生物基材料的应用范围缩小。

但是更大的限制是我们不能用食物攫取资源。“无论是将生物用作塑料还是润滑剂,最大的挑战是原材料的来源。首先,我们无法与传统粮食作物争夺土地资源。在这个基本前提下,我们尽可能靠近能够提供一定原料规模、低成本和长期保证的原料供应地。泰国是一个非常好的选择。”目前,泰国道达尔的聚乳酸工厂已经为不同的行业引进了聚乳酸材料,用于食品包装、汽车内饰等。一般来说,聚乳酸材料更适用于对食品安全要求较高的领域,如袋泡茶和胶囊咖啡。

道达尔位于比利时的解放军工厂,图片由道达尔提供

基于以上原因,徐中华认为生物降解塑料的大规模应用还有一个发展过程。如果生物降解塑料在当今世界上被广泛使用,它将对食品供应产生巨大影响。

“目前,它更适合与食品和医疗相关的特定领域。也许在将来,我们可以开发基于二氧化碳的塑料,并将它们分解成气体。然而,在技术进一步突破之前,完全依靠可降解塑料还有很长的路要走。”禁塑令下的塑料回收利用不光是厂商的事

中国是世界上最大的塑料生产国和消费国。2019年,中国生产了6300万吨废塑料,回收了1890万吨。从“国外垃圾”禁令到新版“塑料限制令”,中国的塑料污染控制系统近年来不断升级。

2007年,中国政府首次发布“限塑令”,其核心是从次年6月起在全国范围内禁止生产、销售和使用超薄塑料购物袋,并实行塑料购物袋有偿使用制度。塑料限制令已经实施了十多年,其效果是有争议的。然而,不可否认的是,随着电子商务、快递和外卖行业的迅速崛起,一次性塑料包装材料已经转向主战场,消费非但没有减少,反而增加了。

2019年,平均每小时向全国发送708万次快递。据环保机构统计,2018年国内快递业消耗的胶带总长度超过398亿米。这些塑料胶带可以缠绕地球近1000次,而2015年是425次。99%的快递废塑料将被混入生活垃圾中,最终被焚烧或填埋。

今年年初,国家发改委和生态环境部联合发布的《塑料限制令》升级版,设定了明确的时间表,将塑料减量和回收的政策措施落实到塑料制品生产、流通、使用、回收和处置的全过程。

“塑料是人类的朋友,而不是敌人。它为人类社会的发展和进步提供了许多支持和便利。”徐中华说,在限塑令下,最重要的还是大家的参与

2019年2月,道达尔收购了法国塑料回收公司Synova。将聚合物专业知识与Synova的回收专业知识相结合,增加汽车用回收聚丙烯的供应。Synova每年可以从回收塑料中生产20,000吨聚丙烯。

塑料限制的另一个重要意义是拯救海洋。每年,超过800万吨的塑料垃圾流入海洋。

塑料垃圾被直接丢弃,或者最终通过河流和风从陆地进入海洋。图片来源:《联合国新闻》

生态环境部《2019年中国海洋生态环境状况公报》表明,通过对全国49个地区的海洋垃圾进行监测,以及对渤海和东海近海15个点的海洋微塑料进行监测,海面漂浮垃圾和海滩垃圾中塑料垃圾的比例分别为84.1%和81.7%;塑料废弃物占92.6%,主要是钓鱼线、塑料绳、塑料碎片和塑料袋。

另外,渤海和东海监测断面海面漂浮的微塑料密度分别为0.82/m3和0.25/m3,主要为线、纤维和碎片,成分主要为聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯。微型塑料是指由塑料废物在海水中分解形成的无数微小碎片和颗粒,还包括添加在日常护理产品中的塑料微珠。

从全球来看,根据德国海因里希波尔基金会公布的《海洋地图集》,海洋中仅有20%的塑料废物来自海洋(主要是船只),其余80%来自陆地。太平洋和大西洋形成了比一些国家面积更大的漂浮塑料群。

“海洋塑料的管理是一个全球性的难题。目前,大型海洋塑料的常用方法是捕鱼,但捕鱼过程会产生新的污染。肉眼看不见的污染更致命。海洋微塑料吸附重金属或其他有机污染物后,它们可能会随着食物链传播到人体。”徐中华呼吁说,海洋微塑料污染在某种意义上就像新型的冠状病毒,随洋流漂移,发生在某个地方,但其危害不仅仅停留在一个地方,而是一场全球性的危机。"海洋微塑料的管理需要全球合作."

据报道,道达尔是消除塑料废物联盟的创始成员之一,有近30个行业成员覆盖塑料价值链的所有环节。该联盟已承诺投入15亿美元开发解决方案,以减少环境中的塑料污染,尤其是海洋中的塑料污染。