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可降解塑料的发展与绿色环保
  摘要:论述了可降解塑料的发展与绿色环保之间的关系。阐明了有危害塑料制品的分类 及对环境的危害;讨论了可降解塑料的降解机理及优点;高淀粉含量生物降解塑料,不仅可 节约30%~60%的石油化工资源,还可大大减少垃圾的产生量,起到减轻环境污染的作用。可 降解塑料的发展对绿色环保实施起着决定性的作用。

  关键词:可降解塑料;绿色环保;发展;危害

  引言

  塑料制品的广泛应用给人们生活带来了极 大的方便,但使用后的废弃物不能自动消失, 长期残留在自然界造成了严重的“白色污染”, 对环境造成了严重危害,甚至威胁人类健康和 动植物的生存,影响生态平衡。“白色污染” 已成为当前社会环境的公害,阻碍了社会进步 和经济的可持续发展,如何治理“白色污染” 已经成为一个全球性的问题。

  塑料作为人工合成的高分子材料,以取材 容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧等优点, 迅速渗入到社会的各个领域。塑料制品在工业、 农业、医疗卫生、国防和尖端技术上得到广泛 的应用,然而随着塑料产量的增大,成本降低, 大量的塑料制品人们不再反复使用,成为废弃 品,废弃塑料包装物已成为危害环境的一大公 害。

  1·塑料制品的分类及危害

  1.1发泡餐具

  发泡塑料餐具主要原料为聚苯乙烯。聚苯 乙烯无毒,卫生安全性好。但聚苯乙烯树脂聚 合残留的单体苯乙烯及其他一些挥发性物质, 包括乙苯、异丙苯、甲苯等,这些成分分子量 小,有一定毒性,尤其苯乙烯单体能抑制大鼠 生育能力,减少肝脏及肾脏平均重量。另外, 它不易回收,不易腐烂,造成土地劣化,在自 然界中降解周期需200~400年,焚化又放出大 量有害气体。聚苯乙烯组成的一次性发泡塑料 餐具中的有害物质(60℃时)可渗入到食物中,对 人体的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害, 就此,国家经贸委2001年5月21日发布了 《关于立即停止生产一次性发泡塑料餐具的紧急 通知》。

  1.2劣质塑料袋

  塑料袋主要成分有聚乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、聚氯乙烯等几种,其中聚乙烯和聚丙烯 是安全的塑料,可用来装食品,其余都有一定 的毒性。而市场上使用最多的正是聚氯乙烯塑 料袋,特别是深色塑料袋大部分是回收废旧塑 料制品加工而成。

  废弃塑料的主要成分是聚氯乙烯,在加工 过程中会产生大量的氯离子,若与不符合国家 规定或严重超标的劣质添加剂结合,产生很强 的致癌物质,这些塑料用来包装食品、瓜果和 蔬菜,有害物质就会吸附在食物上,即使冲洗 也难以清除。如果用聚氯乙烯塑料袋盛装含油、 酒精类食品及温度超过50℃的食品,袋中的铅 就会溶入食品中,塑料袋还会释放有毒气体, 侵入到食品当中,尤其用这种塑料袋盛装热腾 腾的稀饭、面食时,会释放出氯等有毒物质, 用多了必然会引起慢性中毒,比餐具不消毒对 人体的危害更大。

  聚氯乙烯塑料中残留的氯乙烯单体,能引 起“肢端骨溶解症”的怪病,如手指、手腕变 僵、皮肤变厚、失去弹性和不能用力握物的皮 肤硬化症等,同时还出现脾肿大、胃及食道静 脉瘤、肝损伤、门静脉压亢进等症。劣质塑料 袋主要以废品回收塑料为原料,由于来源复杂,极易污染,加工过程中常加入大量的深色有机 染料加以掩盖,在塑料薄膜印刷过程中使用一些溶剂助溶,如甲苯、乙苯、丙酮等,在涂料和油墨中添加苯、甲苯、二甲苯、丙酮等溶剂, 这些溶剂都是有毒的化学物质,如果使用不当都可直接污染食品,聚氯乙烯极难处理,焚化时发生化学反应会生成氯化氢,严重腐蚀焚烧炉,并产生严重致癌物二恶英,危害人们身体健康。

  1.3塑料增塑剂(DEHP)对人体和环境的危 害

  塑料已经成为人们日常生活离不开的材料 之一,从塑料餐具、塑料拖鞋,到塑料浴帘、 塑料软管,可谓应有尽有。但是,人们或许不 知道,这些产品中均含有增塑剂(DEHP),其目 的是为了让塑料变软,具有耐热和耐寒特性。 DEHP增塑剂是化工行业最常用的一种原料,随 着时间的推移,这种物质会慢慢从塑料制品中 逸出,进入空气、土壤、水源乃至食物。两年 前,德国埃尔朗根大学的研究人员就已发现, 人体吸入的化学物质比预期的要高得多。到目 前为止,研究人员还没有弄清DEHP物质是如 何进入人体的,专家猜测,它可能象其他有害 物质那样,通过食物被摄入人体,其中水和空 气是主要途径。此外,它也可能通过人体皮肤 吸收而进入人体。当然,DEHP塑料也有可能通 过一次性医疗用具,如注射软管、采血塑料袋 等溶入药物,直接注射进人体。

  《环境与职业医学》专业刊物上的论文记载, 用塑料桶装大豆色拉油、调和油、花生油,被 测塑料桶装食用油中含有增塑剂“邻苯二甲酸 二丁酯”。什么是增塑剂?用塑料桶长时间盛放 食用油,会产生一股刺鼻的蜡味,这是因为食 用油长期和聚乙烯塑料接触,聚乙烯塑料中所 含的低分子物质就会被浸溶出来,这种低分子 物质就是增塑剂。食用油中检出的增塑剂,主 要来源于其塑料容器,增塑剂损害心、肝、肾, 那么食用油中含的增塑剂到底对人体有无毒害 呢?专家们开始新一轮的研究和试验,他们检 测了120多名老年人的血清样品,发现半数以 上样品中含有邻苯二甲酸酯类化合物,说明人 体的血液中也含有增塑剂成分。进一步研究发 现,增塑剂的急性毒性很低,人体摄入后几乎 没有急性中毒的表现,例如呕吐、发烧、腹泻 等,但这并不意味其安全,相反它的慢性毒性 对人类的危害更大。目前,我国大部分家庭一 日三餐吃的油是从市场上购买的塑料桶装食用 油,但在目前相对滞后的食用油国家标准中, 并未将增塑剂列入食用油检验的理化指标中, 也没有对增塑剂的含量作出明确规定和要求, 目前发达国家也无法找到彻底解决增塑剂污染 的办法,欧、美、日、韩等国已经用柠檬酸酯 类、环氧酸酯类等安全环保增塑剂作更新替代 品,纷纷出台标准和法规。因此,我们现在一 方面需要国家有关部门的重视,另一方面市民 要懂得自我保护,尽量不用塑料制品盛装食品。

  2·可降解塑料的特点

  2.1可降解塑料的机理

  通过光或微生物将塑料大分子链切断变成 小分子,最终变成水和二氧化碳消失于自然界, 这一过程称之塑料降解过程。淀粉基塑料是目 前国内外较为普遍的生物降解塑料,以淀粉向 微生物生存和繁殖提供养分,同时微生物以淀 粉颗粒点为突破口使塑料制品力学性能下降造 成制品崩裂,达到降解的目的。例如:PLA (Poly Lactic Acid)聚乳酸生物降解材料,在足 够的湿度、氧气与适当的微生物条件下,在自 然掩埋或堆肥环境中经过短短的20~45天,即 可被微生物分解成CO 2 和H 2 O,再次回归于自然 环境中滋养植物生长。PLA聚乳酸的分解有两 个阶段:经水解反应分解之后再经微生物分解。 聚乳酸在自然界首先发生水解,然后微生物进 入组织内部,将其分解成CO 2 和H 2 O。在堆肥的 条件下(高温或高湿度),水解反应可轻易完成, 分解的速度也较快,在不容易产生水解反应的 环境下,分解过程是循序渐进的,传统的石化 原料会增加CO 2 的释放,但聚乳酸不会有此现 象,在分解中产生的CO 2 可再次被使用成为植 物进行光化作用的碳原子。 2.2可降解材料的优点 a:材料天然、无毒、透气性好; b:使用任何废弃物处理方式(如:焚化、 掩埋、回收、堆肥)对环境不会造成任何影响; c:可取代以石油为基质的传统塑胶材料, 且有同类传统塑胶制品的物理性能,使用方法 相同; d:丢弃后,经堆肥环境及掩埋处理由微生 物完全分解。

  综上所述,随着世界各国对环境保护的日 益关注,生物降解塑料成为各国研究的主要课 题,欧、美、日等发达国家在生物降解塑料研 究开发方面投入了大量的资金,各国以光降解 和生物降解为技术线路,做了大量的基础研究 工作,欧、美各公司生物降解塑料包装材料的 研制开发有了快速发展,丰富了绿色包装市场。 目前,英国在超市中已开始大量推广使用淀粉 系列、聚乳酸系列可生物降解的购物袋及食品 包装袋,每年消费量可达260亿个,生物可降 解塑料在国际上的发展也非常迅速。美国已有 50多家公司生产可降解塑料,其产品已广泛应 用于食品包装领域,如将乳酸进一步聚合制成 生物可降解塑料,意大利利用玉米淀粉生产生 物可降解塑料生产能力达3.5万吨/年,美、法 等国已垄断了数十亿美元的国际市场,国外再 生塑料制品中使用量较大的有PE牛奶包装容 器、PET瓶以及其它各种塑料包装容器。

  3·可降解塑料对绿色环保的影响

  我国发展可降解塑料,同样有广阔的发展 前景。据有关方面的资料显示:2006年中国塑 料包装材料需求量将达6000万吨,按其中30% 为难以回收的一次性塑料包装材料和制品计算, 则废弃物产生量达1800万吨。中国可覆盖地膜 的面积为5亿多亩,再加上育苗钵和保鲜膜, 预计需求量将达到1200万吨。一次性日用杂品 和医疗材料中的一部分也是难以收集或不宜回 收利用的,预计其需求量达1200万吨。据此, 难以回收利用的塑料废弃物将达4500万吨,因 此引发的环境问题将日益严重。若其中50%采 用可降解塑料替代的话,则可降解塑料的需求 量将达到175万吨,因此可降解塑料在中国市 场潜力巨大。

  我国的降解塑料是基于实用性、降解性、 安全性、经济性的条件下研究开发的,降解塑 料经历了劣化、崩坏、降解三个阶段,表现为 物理性降低,形态变化、变薄、脆化、碎裂、霉变、失重、分子量下降、化学结构变化等, 不仅物理性发生了变化,化学性也发生变化。 从而使废弃物在短期内可以达到减容减量,起 到减轻或抑制环境污染的作用,最终回归自然 与土壤同化。

  解决“白色污染”的可靠办法是生产具有 降解作用的塑料,中国塑料工业的迅猛发展主 要是由于其原料建立在丰富的石油化工基础之 上。进入21世纪,中国与全球一样,资源将更 趋贫乏,如何有效利用资源、节约有限资源和 开拓新的原料来源,是保证经济可持续发展的重要问题,中国当前研发生产的高淀粉含量生 物降解塑料,不仅可以节约30%~60%的石油化 工资源[2],同时还可大大减少垃圾产生量,起到 减轻环境污染的作用,这是最明智的选择,为 民造福,意义重大,是值得重视的发展方向。