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詳情
“限塑令”的接連升級,將改變一次性制品的消費,可降解塑料行業(yè)更是風起云涌。
可降解塑料生產(chǎn)企業(yè)增速明顯,以海南為例,截至今年7月,已有46家全生物降解塑料制品生產(chǎn)企業(yè)注冊。但在群雄逐鹿時,最重要的還是看準市場,“限塑令”到底限的是什么?到底什么是可降解塑料?
劃重點
01
現(xiàn)在塑料行業(yè)最熱的一個詞就是“可降解”,到底什么是可降解?是否所有的可降解塑料都可以降解為對環(huán)境無害?
專家:《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》(下稱《意見》)或《關(guān)于扎實推進塑料污染治理工作的通知》(下稱《通知》)中提到的可降解塑料,是指這類材料在廢棄后,進入垃圾處置環(huán)節(jié)時,能夠在相應(yīng)的環(huán)境條件下,被完全降解,對環(huán)境無害。
“文件中”可降解塑料,是指在自然界如土壤、沙土、淡水環(huán)境、海水環(huán)境、特定條件如堆肥化條件或厭氧消化條件中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最終完全降解變成二氧化碳(CO2)或/和甲烷(CH4)、水(H2O)及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質(zhì)(如微生物尸體等)的塑料。
要注意的是,每一種生物降解材料包括紙等,其降解都需要一定環(huán)境條件,如果在不具備降解條件尤其是微生物生活條件下,其降解會很慢;同時,也并不是每一種生物降解材料在任何環(huán)境條件下都能夠快速降解。因此,對待生物降解材料,應(yīng)該從其環(huán)境條件出發(fā),結(jié)合材料本身結(jié)構(gòu)等進行分析判定其是否為生物降解材料。
觀察君思考:
1、很多人想象的可生物降解材料,跟現(xiàn)實中的可生物降解材料,是兩個東西。人們想象中的可降解塑料使用過程中,能替代現(xiàn)在所有傳統(tǒng)塑料的功能,不會有任何負面作用,使用完了之后,好像有個開關(guān),瞬間能降解那種。這個降解在它產(chǎn)生危害之前,就降解沒了。
2、當下的可降解塑料解決方案,它只是把很多概念拼湊起來,這只能存在于理想狀態(tài)下,現(xiàn)實生活中是不存在的。
如何判斷一種材料是否可以生物降解,國際上和中國都出臺了一系列的檢測方法標準。由于降解和環(huán)境條件相關(guān),可降解材料應(yīng)該在產(chǎn)品上明確標識其在哪種環(huán)境下可以完全降解,并明確其依據(jù)的生產(chǎn)標準、材質(zhì)、成分等信息。
使用可降解材料,并不意味著消費者可以隨意丟棄該類制品,這類制品應(yīng)該像傳統(tǒng)塑料制品一樣,統(tǒng)一進行垃圾分類與回收,按照合適的處置途徑進行回收及再利用(包括物理回收再利用、化學回收再利用和生物回收如堆肥等)。
由于一次性制品在使用、回收和垃圾處置過程中,難免會有一小部分從密閉的垃圾處置系統(tǒng)中被無意泄漏到環(huán)境中,使用完全可降解材料,一定程度上也可作為一種預(yù)防措施。
觀察君思考:
1、“一小部分”:2019年中國1.2億噸的塑料消耗量,2019年13-30萬噸的可降解塑料生產(chǎn)量,怎么確定那些塑料屬于一小部分的類別,怎么解決這一小部分的問題?難呀。幾乎無法準確的確定。
國際上普遍認可的對于塑料污染的處理是資源的再利用,即循環(huán)經(jīng)濟閉環(huán)經(jīng)濟的概念。這就是塑料的“一大部分”,對于“一小部分”塑料的解決方案不應(yīng)錯誤影響對“一大部分”塑料污染的解決方案,即機械回收再生、化學回收、堆肥和焚燒(利用能源)。塑料污染的問題不在于塑料不可降解,而是在于塑料沒有被回收利用。
2、首先我們要分清楚可降解塑料和可降解材料??山到獠牧嫌忠獏^(qū)分天然材料和人工合成材料。天然材料是大自然產(chǎn)生的,大自然有消耗能力促使其降解(人工合成材料如ECO厭氧降解),通過誘導(dǎo)吸引自然界的微生物可以以塑料制品為食物來源,分解和消化它們,這些都是真正意義上的“生物”可降解材料。
而人工合成的可降解塑料(如PBATPCLPLAPBS),屬于脂肪族聚酯,他們先要經(jīng)過一定程度的化學分解(酯化)到一定程度才能被微生物利用,繼續(xù)分解成更小的分子,他們的前期分解物,碎片化塑料對環(huán)境可能會造成更大的危害——微塑料。
另外可降解塑料混到傳統(tǒng)塑料里,對傳統(tǒng)塑料的回收來說,建立獨立回收系統(tǒng)的復(fù)雜程度、再生材料因為混入可降解材料大幅度降低,可降解材料不能獨立收集,混入和傳統(tǒng)塑料一個回收系統(tǒng),是巨大的災(zāi)難。
3、傳統(tǒng)塑料產(chǎn)生巨大污染的原因是,制度、人、成本,可降解塑料在這三個方向上,沒有對污染物的問題進行任何的解決,無法期待可降解塑料解決塑料污染的問題。
4、傳統(tǒng)塑料的污染,不是塑料本身的問題,而是人不當使用的問題,是管理的問題,用一種塑料去替代另一種塑料,不能解決塑料污染問題。
5、中國有沒有可降解塑料的回收工廠也沒有堆肥設(shè)施(這個有點尷尬),需要建立獨立的回收渠道,沒有人采購廢棄的降解塑料,傳統(tǒng)塑料無法收集的部分,可降解塑料也一樣無法收集。不能收集,降解塑料對環(huán)境的污染可能比傳統(tǒng)塑料還要多一些不確定的東西。
劃重點
02
可降解的塑料主要有哪些?
專家:可降解材料包括生物降解天然高分子材料,如纖維素、淀粉、紙等,也包括生物合成或化學合成得到的生物降解塑料等,大致分為兩類,有氧降解和無氧降解。
有氧降解材料可以通過堆肥方式進行降解。一種材料如紙、塑料等,如果宣稱有堆肥能力,必須說明材料在堆肥化體系中可生物分解和崩解,堆肥必須符合相關(guān)的質(zhì)量標準,包括低重金屬含量、無生物毒性、無明顯可區(qū)分的殘留物等。
堆肥化的方式一般會有工業(yè)化堆肥和庭院堆肥。工業(yè)化堆肥是指在控制條件下,微生物對固體和半固體有機物質(zhì)進行好氧中溫或高溫降解,產(chǎn)生穩(wěn)定腐殖質(zhì)的過程。一般周期為180天,但隨著好氧堆肥技術(shù)的變化,最短時間也有到30天甚至更短。
庭院堆肥是指主要利用家庭廚余或園林垃圾,進行好氧堆肥,庭院堆肥的時間較工業(yè)堆肥時間長,但一般最長不超過一年。
要注意的是,并不是說可降解塑料只能夠通過堆肥方式來降解,完全可降解塑料,也能夠在其他條件,如自然環(huán)境的土壤、海水等條件合適情況下降解,但降解的速度和塑料的化學結(jié)構(gòu)、制品的配方以及降解環(huán)境條件有關(guān)系。
ECO厭氧降解,他滿足了理想化生物降解的條件。只需按1%的比例添加,便能改變塑料生態(tài)鏈,使塑料在厭氧情況下,即垃圾填埋場或深海中自然降解,二氧化碳、沼氣和腐殖質(zhì)(有機質(zhì))
觀察君思考:
1、要區(qū)分生物降解和化學降解,絕大部分可降解塑料,如PLA、PBAT、PCL等都會化學降解(如酯鍵斷開),這部分反應(yīng)在日常使用時就會比常規(guī)塑料更快更容易地發(fā)生降解,在高溫加工時更容易降解,但會影響常規(guī)塑料的回收,如PLA在國外是明確禁止用于瓶子的。
2、那些真正可生物降解的材料,如紙張、淀粉等,它們在沒有微生物的條件下是不會降解的,但它們并不是常規(guī)意義上的塑料,它們的可塑性很差。
根據(jù)目前已有的實驗及文獻報道,PHA、PBAT、PCL、PBS等材料在海水、土壤、堆肥條件下都比較容易生物降解,在常溫、溫濕度合適情況下,能在2~6個月內(nèi)被完全降解;而PLA在堆肥條件下比較容易生物降解,但在海水與土壤條件下降解周期或速度相對較慢。
PBAT、PHA、PCL、PBS等在正常氣候條件下,5個月埋土、濕度足夠情況下是可以完全降解的,且對植物不會造成影響;PLA材料降解速度相對較慢,時間較長,但和PBAT或PBS等材料共混后,從實驗結(jié)果看,也能在半年左右內(nèi)被完全降解。
PHA、PBAT材料在模擬海水、25℃±3℃條件下,約在30~60天就能完全降解。
觀察君思考:
1、資料表明,三大洋表面年平均水溫約為17.4℃,其中以太平洋高達19.1℃,印度洋次之,達17.0℃,大西洋低為16.9℃。水溫一般隨深度的增加而降低,在深度1000米處的水溫約為4~5℃,2000米處為2~3℃,深于3000米處為1~2℃。占大洋總體積75%的海水,溫度在0~6℃之間,全球海洋平均溫度約為3.5℃。海水溫度還有日、月、年,多年等周期性變化和不規(guī)則變化。
2、模擬海水溫度25℃±3℃,距離真實的海水溫度有差距,現(xiàn)實世界可操作性會打折扣。
3. 部分可降解塑料在自然環(huán)境中并能完全降解,如果不能實現(xiàn)全回收,殘留在自然界中的可降解塑料崩解后是否會產(chǎn)生更多的微塑料?引發(fā)更大的危害?
大家都特別關(guān)心,生物降解塑料降解后的產(chǎn)物,會不會對環(huán)境造成次生危害,所以對生物降解塑料的降解性能要求增加了重金屬含量的指標;對降解后的有機物進行了生態(tài)毒性試驗,包括植物毒性試驗、蚯蚓毒性試驗等;對土壤可降解的生物降解地膜,除了降解性能、重金屬含量規(guī)定外,新的國際標準對生態(tài)毒性等也進行了規(guī)定。
因此,從目前看,符合標準要求的生物降解塑料,降解后對環(huán)境不會造成次生危害。
此外,主鏈含苯環(huán)的聚合物的可降解塑料相對來說穩(wěn)定性高。許多人會以為,含苯環(huán)的生物降解塑料不能被微生物降解,但因為生物降解的芳香族聚合物其化學結(jié)構(gòu)的特殊性,自然界也有可以降解苯環(huán)類的微生物存在,因此它也可以被微生物降解,但是據(jù)科學測試PBAT降解時會產(chǎn)生對苯二甲酸會對環(huán)境造成危害。
劃重點
03
生物降解塑料是否能夠回收?如何回收再利用?生物降解塑料是否會對普通塑料回收造成影響?
專家:現(xiàn)在公眾對可降解塑料可能會有幾個誤區(qū)。
首先,部分消費者會誤認為,生物降解塑料在使用過程中或者空氣中就會降解,實際是不會的。因為生物降解塑料需要在溫度、濕度和微生物等條件適合的情況下才會發(fā)生微生物降解,所以在日常使用或保存期內(nèi)是不會被生物降解的,只是有氧降解材料會發(fā)生物理性能快速下降,影響使用效果及貨架期。
其次,部分消費者還認為,生物降解在任意環(huán)境中都會發(fā)生,實際也不是這樣的。生物降解塑料因為品種不同、化學結(jié)構(gòu)不同,在不同條件下的降解行為是不同的,另外降解也需要一定的外部環(huán)境條件。目前看,多數(shù)生物降解塑料在土壤、海水、堆肥或厭氧等環(huán)境中,在溫濕度合適條件下,會發(fā)生降解。
因此,建議生物降解塑料像傳統(tǒng)塑料一樣,在廢棄后,能回收物理再利用的先回收再利用的,對不易回收或難回收的建議采用生物回收或化學回收。
生物降解塑料其實是塑料中的一個特殊品種,其回收再利用和傳統(tǒng)塑料是一樣的,可以進行物理回收再利用,即熔融再生和再加工利用。只不過因為它具備了生物降解的特性,所以比傳統(tǒng)塑料多了可以生物回收的途徑(如堆肥化處置)只是非常復(fù)雜而已,在地膜應(yīng)用可采用厭氧降解技術(shù),可以不再進行回收等,集中就地填埋處理。
另外,有氧生物降解塑料的化學結(jié)構(gòu)主要是以酯鍵為主,易進行堿或酸或醇降解,從而相較傳統(tǒng)塑料來說還可以進行化學回收,通過利用的單體回收辦法進行物質(zhì)回收再利用。
傳統(tǒng)塑料常用的品種目前已經(jīng)超過160多種,生物降解塑料作為其中的一種,目前量較少,其進入回收系統(tǒng)后,即使沒有進行堆肥生物回收、化學回收,也不會影響傳統(tǒng)塑料的回收;傳統(tǒng)塑料系統(tǒng)的復(fù)雜性,也不會因為多一類降解塑料而產(chǎn)生很大的區(qū)別。
個別回收系統(tǒng),如PET瓶回收系統(tǒng)里多了PLA材質(zhì)而增加困難,是有可能的,但PET瓶回收系統(tǒng)也會因為傳統(tǒng)塑料PBT、PEN等新一類不降解聚酯瓶的使用帶來困難。在現(xiàn)代化的分揀系統(tǒng)里,通過紅外線分揀法,是完全可以實現(xiàn)分開回收的,只是目前投入這項技術(shù)成本上不太無法現(xiàn)實而已。
觀察君思考:
1、有氧降解材料混進來,是回收市場的災(zāi)難,任何一個傳統(tǒng)塑料里如果混合里一個有氧可降解塑料,分選的復(fù)雜程度將會大幅度增加,再生質(zhì)量將會大幅度降低。整個反復(fù)強調(diào)了,厭氧降解材料則不會影響回收系統(tǒng)。
2、PET瓶的分選問題,實際上可降解塑料并沒有實現(xiàn)生產(chǎn)瓶類的包裝,厭氧降解材料則早就實現(xiàn)。
3、化學回收,鳳毛麟角,可能0.1%都不到。理論上不影響化學回收,但是極大的影響了物理回收。
4、有氧降解塑料的生物回收,只是理論,實際上0.01%都很難。沒有回收,也沒有再生工廠,就是個概念。
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04
生物降解塑料在垃圾分類和回收處置中的作用有哪些?為使生物降解塑料降解意義體現(xiàn)得更加充分,垃圾分類處置系統(tǒng)還可以做哪些事情?
專家:從其設(shè)計和使用意義角度來講,在一次性制品及其使用后和有機垃圾混合時進行生化處置的情況下,或是像地膜制品使用后難以回收的情況下,使用厭氧生物降解塑料,其生物降解功能能體現(xiàn)得更加充分。
同時,即使是歐美等發(fā)達國家在垃圾分類和處置已非常規(guī)范的情況下,總也會有一部分塑料包裝會被無意或有意地釋放到自然環(huán)境中,如果這部分制品能被厭氧生物降解塑料替代,那么也可以降低環(huán)境污染的風險。
因此,生物降解塑料的使用,也可以認為是避免塑料垃圾被無意釋放到密閉垃圾系統(tǒng)外之后,對環(huán)境造成污染的一種預(yù)防性措施。
觀察君思考:
降解是需要環(huán)境的,怎么樣讓無意釋放到環(huán)境里的可降解塑料進入有降解環(huán)境的系統(tǒng)里,還需探討。
另外,隨著我國垃圾分類及其處置系統(tǒng)的完善,通過生物降解塑料垃圾袋的配方的調(diào)整,從而可以解決目前居民在丟廚余垃圾時,需要主動破袋而帶來的個人衛(wèi)生方面的苦惱。
觀察君思考:
可降解塑料只適合在局部范圍內(nèi)嘗試使用,不要盲目擴大,像一個新產(chǎn)品,嘗試還在進行,就大規(guī)模生產(chǎn)了,危險可能要等2-3年才會在實際中爆發(fā)。
有些報道提到,生物降解塑料比起傳統(tǒng)塑料,在焚燒時會產(chǎn)生二惡英等次生危害。但實際上,生物降解塑料是傳統(tǒng)塑料的一種,其聚合物結(jié)構(gòu)上也沒有氯元素等,焚燒時不會產(chǎn)生二惡英,即使傳統(tǒng)塑料像常見的購物袋也都是聚乙烯材料為主,其分子鏈上也不含氯元素,即使焚燒也不會產(chǎn)生二惡英。另外,生物降解塑料的聚酯結(jié)構(gòu),決定了其相比傳統(tǒng)塑料如聚乙烯等,主鏈上有機碳含量更低,在焚燒時候更加容易充分燃燒。
此外,有些人擔心,生物降解塑料在填埋時會釋放更多有害氣體,但許多現(xiàn)代化的填埋場目前多數(shù)都會采用一些填埋過程中能夠收集沼氣進行能量回收的裝置,即使沒有回收也有相應(yīng)的有機垃圾填埋后的沼氣釋放措施。在填埋場中塑料的固體含量不到7%,對此臆測填埋會更有害是沒有根據(jù)的,所以近幾年來垃圾填埋場的厭氧降解技術(shù)發(fā)展尤為迅速,值得深入研究。
觀察君思考:
1、現(xiàn)在不到1%,不代表這么瘋狂的投資背景下,它的比例不會升高,用靜止的觀點看快速發(fā)展的可降解塑料,這個應(yīng)該思考。
2、全球解決塑料污染物的策略中,歐洲、美國、日本都沒有把有氧堆肥可降解塑料作為解決塑料污染物的戰(zhàn)略,可降解塑料一般稱為可堆肥塑料或厭氧降解塑料,或許用正確名字,更能讓大眾了解這個材料。
思考,本文不是對其他專家的觀點不認同,只是想從具體的觀點出發(fā),引出更深層次的思考,在大眾媒體上沒法表達的觀點,在專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)媒體上,我們用思考的形式發(fā)出來,希望引起專家、學者的討論。
前3代有氧可降解塑料產(chǎn)業(yè)化都失敗了,給工業(yè)界留下了很壞的印象,希望第4代厭氧降解技術(shù)可以成功。