大河網訊(申華/文 牧堃 王雙飛 姜雨璐 李思豫 實習生 江夢娜/視頻)超市購物、菜場買菜,大兜小兜的塑料袋少不了;孩子上學所需的文具,日常生活必不可少的家居、小家電中,塑料制品比比皆是。伴隨著塑料的大面積應用,嚴重的環境問題也隨之而來。一方面是塑料制品的難降解,另一方面人們隨意丟棄的大量一次性廢棄塑料引起的“白色污染”受到全世界高度重視。3月初,在第五屆聯合國環境大會上,首個“全球限塑令”的通過使塑料污染治理成為全球話題。
《科普中原百家談》第十三期
4月22日是世界地球日,由河南省科協主辦,大河網承辦的第十三期《科普中原百家談》,邀請到河南省塑料協會會長段同生和鄭州輕工業大學材料化學系教授劉東亮兩位嘉賓做客大河網直播間,帶大家一起聚焦“白色污染”問題,號召大家守護美麗共同家園、還地球“本色”。
性價比高、用途廣:帶你走進塑料的“大千世界”
說起塑料的來源和種類,鄭州輕工業大學材料化學系教授劉東亮侃侃而談。他介紹,1909年美國的貝克蘭首次合成了酚醛塑料,為以后各種塑料的發明與生產奠定了基礎。塑料是由合成樹脂(或在加工過程中用單體直接聚合)與填料、增塑劑、穩定劑、潤滑劑、色料等添加劑為輔助成分組成,其抗形變能力中等,介于纖維和橡膠之間;合成樹脂以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物,在塑料中合成樹脂為主要成分。
鄭州輕工業大學材料化學系教授劉東亮
塑料種類從用途來分,有通用塑料與工程塑料;通用塑料如聚乙烯(PE)的塑料袋,聚丙烯(PP)的塑料透明杯、汽車保險杠等,聚氯乙烯(PVC)建筑用的塑料管道、門窗型材、塑料透明軟門簾等,聚苯乙烯(PS)透明磁帶盒、泡沫包裝材料等,工程塑料如尼龍(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)等。
“因此,塑料多具有比較好的力學性能,防水、質輕、絕緣、耐腐蝕等特點,方便加工成不同形狀的產品,對比鋼鐵、陶瓷、木材、水泥等材料多具有更好的性價比,在包裝、家電、醫療、農業、建筑、車輛船泊、航空航天等眾多領域得到廣泛應用。”劉東亮表示,塑料中合成樹脂的單體來源,主要是石油化工,裂解為乙烯單體,以此為基礎再聚合成不同類型的塑料原料,如常見的聚乙烯、聚丙烯等,部分來源是煤化工,如聚乙烯醇(PVA)、聚乙醇酸(PGA)等,少量來源于動植物,如橡膠樹提取的天然橡膠、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚乳酸(PLA)等。
河南省塑料協會會長段同生
小小塑料危害大:廢塑料垃圾難降解 “白色污染”不容忽視
“塑料的發明曾被稱為‘人類的一大杰作’,塑料在給人們帶來生活便利的同時,也給人類造成不得不面對的全球性環境挑戰和危害。”河南省塑料協會會長段同生介紹,廢塑料來源于塑料包裝、家用電器用的塑料、電子產品塑料、汽車塑料、生活塑料、農用塑料、快遞包裝,塑料污染已經成為全球性環境問題。
“大家常用的塑料袋,在使用過程中散落在城市街道、旅游區、水體中、公路和鐵路兩側,除 造成‘視覺污染’外,還存在著潛在的危害。”段同生表示,塑料不易被天然微生物菌降解,在自然環境中長期不分離將在環境中變成污染物永久存在并不斷累積,會對環境主要造成以下三方面危害:
●影響農業發展。廢塑料制品混在土壤中不斷累積,破壞土壤機構,會影響農作物吸收養分和水分,導致農作物減產。
●對動物生存構成威脅。拋棄在陸地上或水體中的廢塑料制品,被動物當作食物吞入,導致動物死亡。2016年底,第13次(生物多樣公約)締造方大會發布全球海洋垃圾污染研究報告,塑料廢物已占到海洋垃圾的3/4,被塑料污染的海洋使接近400種海洋生物面臨危機。我國青海湖畔有20戶牧民共有近千只羊曾經因此致死,經濟損失30多萬元。羊喜歡吃塑料袋中夾著的油性殘留物,常常連塑料袋一起吃下去,由于吃下的塑料長時間滯留胃中難以消化,胃被擠滿不能吃東西,被活活餓死。這樣的事在動物園、牧區、農村、海洋中屢見不鮮。
●廢塑料隨垃圾填埋不僅會占用大量土地,而且被占用的土地長期得不到恢復,影響土地的可持續利用。進入生活垃圾中的廢塑料制品如果將其填埋,幾百年的時間都難以降解。
“以塑料袋為例,如果使用焚燒的方法處理廢舊塑料袋,還會造成空氣污染,很多塑料袋散布在各種植物上以及高層建筑物上,會帶來視覺和環境污染。制造塑料袋所需要的原料是從石油中提煉出來的,而石油緊缺現在已成為全球危機。”段同生表示。
向“白色污染”亮劍:“限塑令”、強制回收利用等措施使塑料制品“瘦身”
在防治“白色污染”方面,我國自2008年就頒布了“限塑令”。段同生介紹,目前我國開始從行政和技術兩個方面采取措施防治“白色污染”。
首先,在行政方面加強管理,禁止使用一次性難降解的塑料包裝物。其中,海南省“禁塑”走在全國前列;杭州市是我國最早禁止使用一次性泡沫快餐具的城市,深圳市對餐飲業禁止使用不可降解一次性餐具開展專項執法;2021年10月16日,河南省人大通過關于《濮陽市不可降解塑料制品管理條例》的批復;遼寧省今年立法論證,禁止使用不可降解塑料一次性制品的有關規定。各地通過采取各種措施,在一定范圍、一定程度上減輕了“白色污染”的危害。但從實踐結果來看,單靠禁止是很難徹底解決“白色污染”問題的。段同生分析:“上述頒布禁令的城市都要求用紙制品或可降解塑料制品代替原來的難降解的泡沫塑料制品,但替代品在價格和品質上均無法與普通塑料制品競爭,因此,在市場經濟條件下僅靠行政命令、不考慮經濟杠桿的調節作用,操作起來是很困難的。”
其次,在技術方面強制回收利用。清潔的廢舊塑料包裝物可以重復使用或重新用于造粒、煉油、制漆、作建筑材料等,回收利用符合固體廢物處理的“減量化、資源化、無害化”通用原則。回收利用不僅可以避免“視覺污染”,而且可以解決“潛在危害”,緩解資源壓力,減輕城市生活垃圾處置負荷、節約土地,并可取得一定的經濟效益。比如,采取以紙代塑,紙的主要成分是天然植物纖維素,廢棄后容易被土壤中的微生物分解,因此可以解決前面所說的“潛在危害”,但也會帶來新的環境問題:造紙需要大量的木材,而我國的森林資源并不富裕。
對此,劉東亮補充道,提倡與使用可降解塑料已成為全球范圍逐漸形成的共識,全球多國紛紛出臺“禁限塑”政策。歐盟在2021年禁止或限用棉簽棒、吸管等十種一次性塑料制品;加拿大于2020年4月禁用塑料吸管,在2021年起禁用塑料袋;西班牙于2018年1月在全國禁止免費提供不可降解塑料袋;韓國采用塑料袋全部收費方式,直接減少了40%~50%塑料袋用量;北京的一個菜市場在采用塑料袋全部收費模式后,經媒體調查少用塑料袋的情況與韓國接近,也減少了一半左右。
被再生利用的塑料“何去何從”?經處理后直接再用或被制成檔次較高的塑料制品
2021年9月8日,國家發改委 、生態環境部發布了“十四五”塑料污染治理行動方案,其中關于塑料污染治理的主要措施,一方面是減量,另一方面是廢塑料的再生利用。那么,哪些塑料可以再生利用、被再生利用的塑料主要用于哪些用途?對此,段同生介紹,目前國內外指的廢塑料是指在民用、工業、農業等用途中,使用過且淘汰或替換下來的塑料。性能可分為熱塑性和熱固性兩大類。目前能回收利用的大都是熱塑性塑料,因為它可溶、可塑;而熱固性塑料不容易回收利用。
熱塑性廢塑料的再生利用可分為直接再生利用和改性再生利用兩大類。直接再生利用是將回收的廢舊塑料制品經過挑選分類、清洗粉碎后、造成顆粒銷售,或顆粒直接再使用生產制品。改性再生利用是指根據不同廢塑料的特性加入不同的改性劑,使其轉化成高附加值的有用材料。“廢塑料經過改性后,機械性能得到改善或提高,可用于制作檔次較高的塑料制品。熱固性塑料是指受熱后成為不熔的物質,因此回收比較困難,但隨著環保意識的增強,熱固性塑料的回收也越來越引起大家的關注。”段同生表示。
應運而生的可降解塑料:可否降解“魚目混珠”全面推廣應用仍需過程
為了防治塑料污染,國家一直在提倡推廣可降解塑料。劉東亮介紹,生物降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等條件下,或特定條件如堆肥條件下,由空氣、水、微生物的共同作用下引起降解,并最終完全降解變成二氧化碳(CO?)或甲烷(CH?)、水(H?O)的塑料。
目前市場上看到有寫著“可降解塑料”的袋子,其實是在普通聚乙烯(PE)里加些淀粉或光降解劑,在環境中會崩塌破碎,逐步變成塑料微粒,并不能像生物降解塑料一樣完全分解成水與二氧化碳。這些崩塌破碎的塑料微粒進入水體,會被魚類、貝類等吸收,逐步在體內聚集,而進入食物鏈,已在人的糞便與血液中發現微塑料,可能會影響人類生育能力、荷爾蒙分泌、神經活動等,進而造成嚴重的健康風險。因此這類材料是國內外公認的偽降解,也是下一步市場監管部門要重點查處的對象。
如何分辨日常生活中所接觸的塑料是不是可降解塑料呢?段同生表示,目前使用可降解塑料測試儀檢驗周期長,價格昂貴,最快捷辦法是生產廠家把溯源二維碼和聯盟標識印在制品上,消費者通過手機掃碼,即可知道塑料袋生產企業的原料等信息,實現全流程可追溯產品真偽。“同時,溯源電子監管碼和聯盟標識對協助市場抽查很有幫助,也為市場監管提供了極大的便利,今后在規范降解塑料制品市場監督管理中可以作為重要參考依據。”段同生表示,目前我省出臺了禁塑相關文件,一次性可降解塑料制品也開始在全省縣級以上城市建成區商場、超市、藥店、書店等場所及餐飲打包外賣服務和各類展會活動市場上銷售使用,逐步被大家接受和認可。目前因為產品價格和產量等因素的制約,加之疫情防控等諸多因素,可降解塑料制品還沒有全面推廣和應用,這需要一個過程。
關于可降解塑料的技術的研究方向,劉東亮介紹,開發出與普通聚乙烯價格接近、原料來源方便的生物降解塑料是當務之急,如可用于做干物包裝袋的PVA材料,也是一種水溶性材料,它是唯一可被細菌作為碳源利用的乙烯基聚合物,屬于一種生物可降解的乙烯基高分子材料。在細菌和酶的作用下,實測76天降解率84%;93天降解率97.7%;其力學性能優異,拉伸強度是PE的1.5~2.5倍 ,價格與普通PE最為接近。目前國內皖維、川維、大地等企業PVA產能占全球產能1/3,產量100多萬噸,一般多采用流延法,存在產量低、能耗高、成本居高不下,一直不能得到廣泛應用。由于PVA成型溫度與分解溫度非常接近,特別是99高醇解度PVA快速吹塑成型,是吹膜行業公認的世界難題。“目前我們在低成本快速吹塑成型方面, 經過多年的研究已取得突破,產品價格僅略高于普通PE塑料袋,目前正在組織省內的降解聯盟企業進行批量規模生產的準備工作。”劉東亮表示。
一起“限塑”:延壽命、添回收、找替代、重循環、減源頭等五大建議做起來
據有關數據顯示,2020年中國一次性塑料消費量669萬噸,塑料制品已經深入到我們生活的方方面面,如何緩解或解決塑料污染問題?劉東亮表示,這些傳統塑料使用后,特別是一次性塑料制品廢棄在環境中,幾百年難以降解,在環境中逐步變成粒徑很小的微塑料后,在土壤中大量聚集后引起土壤板結、保水能力下降等問題,對土壤、水體會造成不良影響。
對此,劉東亮為大家提出了五方面建議:
(1)延長使用壽命:像家電、建筑、車輛船泊等方面的使用,通過添加一些穩定劑等來延長塑料件的使用壽命。
(2)新料中添加一定比例的回收料:在產品生產塑件時候,在新料添加10%~20%的回收粉碎料,基本不影響產品性能,實現廢塑料件的高價回收,像出口歐盟的汽車配件中要求必須添加一定比例的回收塑料。
(3)生物降解材料替代:對于一些難以回收的快消品,特別是一次性塑料包裝材料,如超市購物袋、快遞包裝,還有餐盒、吸管、酒店快消品等一次性用品,使用周期短,數量大,很多被污染后難以回收。這些一次性用品要用可生物降解塑料如PLA 、PBAT、植物纖維材料等可生物降解材料逐步替代,逐步緩解塑料污染問題。
(4)廢塑料回收循環:支持塑料直接回收造粒、熱裂解、再聚合等不同路徑的回收,并支持回收廢舊塑料回收企業規范運營;在產品設計時盡量使用單一材料,方便分類回收。
(5)源頭減量:2021年9月8日國家發改委 、生態環境部發布了“十四五”塑料污染治理行動方案,多次提到在源頭減量;逐步減少不合理使用一次性塑料的現象,塑料袋提倡重復使用。
“防治塑料污染人人有責”
訪談最后段同生倡議:
1.樹立環保理念、培養環保意識,養成好的環保習慣,做好垃圾分類,盡量不用或者少用不可降解的一次性塑料制品。
2.防治塑料污染人人有責,熟悉了解可降解塑料制品的標識和說明,選擇使用有溯源二維碼聯盟標識的可降解塑料制品。
3.政府機關、企事業單位、居民家庭,全社會都要認識到塑料污染的危害,人人自覺使用可降解塑料,為打造山清水秀創新發展的美麗河南貢獻力量。
專家名片:
段同生:碩士生導師,高級經濟師,長期從事注塑機營銷管理及行業管理,現任河南省塑料協會會長、黨支部書記,河南省可降解塑料產業鏈創新聯盟理事長、中國塑料加工工業協會副理事長及管理專家,中國中西部塑料行業聯盟理事長,鄭州輕工業大學碩士生導師、客座教授,《中國塑料工業年鑒》河南篇主編,河南省委政策研究室智囊團行業顧問,國內多家協會、企業名譽顧問、高級顧問。兩次被省政府評選為百佳民營企業家,河南省十佳科技創新領物。
劉東亮:就職于鄭州輕工業大學材料與化工學院,河南省塑協降解塑料專委會秘書長,河南省可降解塑料產業鏈創新聯盟副秘書長,長期從事高分子材料的改性與加工研究工作。
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