2020年,国家发改委、生态环境部颁布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》和《“十四五”塑料污染治理行动方案》,明确规定在五年时间里,全国城市地区分阶段逐步限制、禁止使用不可降解塑料袋 ,“可降解塑料”成为治理塑料污染的重要解决方案,但可降解塑料行业未来之路仍然任重道远。
一、当前使用种类
1、生物降解塑料包装材料
生物降解材料是指可以由自然界的微生物如细菌、真菌等与藻类进行相互作用从而使材料得到降解的材料。该材料基本能被环境的微生物完全分解,分解后变为二氧化碳和水或者甲烷和水。生物降解包装材料经降解后产物可以参与自然界中的碳氮循环,碳氮元素不仅可以构成生物的基本骨架,而且可以通过自身生物化学反应实现生物的新陈代谢。因此,生物降解塑料包装材料是一种环境友好型材料。
2、光降解塑料包装材料
光降解塑料包装材料是指在光的作用下会自动降解的材料。反应机理为塑料会吸收阳光中的紫外线,会导致键能减小,使聚合物长链发生断裂,大分子变为小分子,小分子还会继续发生氧化反应,自由基会发生断链,小分子碎片被空气彻底氧化。光降解塑料分共聚型和添加型。共聚型塑料是用一氧化碳或其他烯烃等单体共聚形成的塑料。利用聚合物链上的类似羰基的发色基团和一些弱键,使其在光照条件下存在更不稳定,从而实现光降解。添加型则是在普通的塑料中加入二苯甲酮等对光敏感的光敏剂,使其能吸收波长为300nm 的光,促进分子之间脱氢,不断降低分子量,最终达到完全降解的目的。光降解塑料得以降解的必要条件是有光照即紫外线充足,当光照或紫外线不足时材料难以降解,其反应条件较为苛刻。
3、其他可降解塑料
医疗垃圾在其中添加吸水性物质,当医疗废弃物使用完毕后丢入水中,它会完全溶解在水中,常见的医用手套就是用这种方式处理的。
二、现阶段存在的问题
1、成本问题。
相比较于普通塑料,可降解塑料往往添加某些化学物质使之遇光遇水得以降解,从设计到应用的每一步都增加了塑料的成本。受环保意识及消费习惯的影响,高成本的可降解塑料目前还是难以普及。
2、性能问题。
可降解塑料包装材料受其可降解的约束,使用性能在一定程度上远低于普通塑料。例如在超市购物对塑料袋的承重性有一定要求,而承重性能差恰恰是可降解塑料的普遍缺陷。可降解塑料往往还有透明度低的特点,这在一定程度上也限制住了它的应用范围。消费者在实际选择的过程中,往往更注重其使用性能而少关注使用完毕之后的处理问题。
3、标准问题。
目前市场上很多塑料包装袋上都注明“可降解”字样。 而究竟什么是可降解材料?该如何科学准确的定义它?可降解的时间限制又是多久?在最终消费者使用之前它又会不会被提前降解从而影响原本包装物的使用性能呢?由于这一系列的问题始终没有一个科学客观的定义,对于可降解塑料包装材料的标准也就有很多种。
4、技术问题。
以光降解塑料包装材料为例,在实际过程中,光照属不可控因素。当材料被填埋到土里的时候就不可降解了,其区别于普通塑料的性能便无法显示。在产品到达消费者之前,如果在运输过程中经历强光照,包装分解,以上因素导致光降解塑料包装材料整体的性能并不高,最重要的是,对于光降解后的产物对环境有无危害尚不明确。
5、回收处理问题。
2016年10月,联合国环境规划署指出,“生物可降解塑料”这个标签带来的误区之一,就是会让人误以为它们可以在自然环境完全降解,从而在丢弃的时候心安理得。而事实上,“可降解”并不是魔法,在使用后无法直接消失。这些塑料若要降解,需满足特定的条件,如高温、有氧,或是合适的微生物。因此,它对回收和处理有很高的要求。
三、未来出路
1、降低生产成本
成本问题一直是产品能否大规模应用于市场的重要指标,在未来可以通过提高廉价原料的比例来降低可降解塑料包装材料的成本,以及通过优化改良工艺来降低可降解塑料包装材料生产过程中的成本。
同时,组织开展可降解塑料行业打假行动,比如淘宝、京东等网购平台搜索“可降解垃圾袋”,大量商品依旧为传统PE材质的塑料,某些自称“生物可降解”的塑料袋上也没有规定的“PBAT+PLA”的标识,以及双“j”图形,难以辨别真假,对 “货真价实”的企业产品销售起到巨大冲击,增加企业成本。
2、提高降解效果
光- 生物可降解塑料具有光降解塑料和生物降解塑料的双重性能,相对比于光降解塑料,它不受光强及紫外线的限制;和生物降解塑料相比,它的工艺过程又简单很多。科研人员在其中加入两种诱发剂使之具有优异的性能,即生物降解剂淀粉与诱发光化学反应的可控光降解光敏剂,还有一些助降解剂。
其中可控光降解的光敏剂在规定的诱导期之前较为稳定,不使塑料降解,具有理想的可控光分解曲线。在诱导期内塑料的力学性能保持在80%以上,达到使用期后,力学性能迅速下降。还可以通过调整浓度比,使塑料定时分解成碎片,再在自动氧化剂和微生物对淀粉的共同作用下,此种材料将很快被分解。
3、加大科技研发力度,开发新型产品
不断摸索提高可降解塑料包装材料的成分配比,使之更科学,通过助剂的添加,使之性能得到提高。例如通过添加稳定剂来提高光降解塑料包装材料的稳定性,使之受外界环境影响变小,在光强或紫外线稍弱的条件下也能进行降解。
比澳格公司曾为北京奥运会提供过全生物降解环保袋出口到澳大利亚。在这家公司的生产车间,人们能看到一桶又一桶黄白相间的小颗粒被吸入铁皮圆筒。伴随着传送带呜呜的声音,颗粒迅速升温、膨胀、延展,然后变成一卷卷带着爆米花味的黄绿色塑料袋。这些颗粒含有大量玉米淀粉,是制成生物降解塑料袋的原料。
4、制定行业标准,规范行业市场
原来很多不做环保生意的化工企业,现在带着钱去做环保的事,更多质量参差不齐的可降解塑料混入市场,给环境造成更大压力,超市的经营者想要采购一批可降解塑料袋在琳琅满目的搜索结果里摸不着头脑:生物分解塑料、热氧降解塑料、光降解塑料、可堆肥塑料等。南京龙蟠汇商业中心屈臣氏专柜已经采用全生物降解的购物袋,隔壁的饰品店柜员宣传店里袋子是全降解的,可实际左下角标注的袋子成分印有深蓝色的字母——PE,意味着袋子仍旧含有不可降解的聚乙烯成分。
可降解塑料应该是由“全生物降解材料”制成,目前,这种全生物降解材料应用最广泛的是聚乳酸(PLA),它以淀粉、玉米等生物物质为原材料制成。通过土埋、堆肥、淡水降解、海洋降解等过程,这种塑料能被微生物完全分解成水和二氧化碳,不会给环境造成额外负担。华安证券的一份研究报告显示,在2021年之前,可降解材料PLA的产能主要集中于海外,国内总产能不足30万吨。
5、加强可降解塑料基础知识宣传普及,明确使用产品类型
2006年出台的国家标准中降解塑料的四个种类,全都冠以“可降解”的名号,消费者对可降解塑料袋的了解也十分有限。上海市消保委发布的《长三角禁限塑新规消费侧研究报告》显示,涉及到可降解塑料的具体问题,公众们往往“搞不清、看不懂”。能够完全答对禁限塑新规基础知识的受访者不到2.5%。
6、加大监督管理力度,奖励合法守规企业
如果说屈臣氏花了一块钱采购一个袋子,而隔壁饰品店的袋子却只花了5毛钱。如果国家不把政策定清楚的话,屈臣氏会愿意一直买下去吗?
在已经实施“禁塑令”的城市,顾客到超市购买一个符合新国标的可降解塑料袋,在它的底部,可以看见“PBAT+PLA”的标识,以及两个“j”状的小人。在一些奶茶店,如果你对纸吸管的口感不满意,也可以选择换用“PLA”吸管,对于这些先进事迹要进行物质奖励以及宣传表彰。
五、世界其他地方可降解塑料发展经验
荷兰提出了“向‘塑料循环’经济过渡”战略。这一战略不仅包括了可降解塑料,还从多方面保障可降解塑料融入循环经济的体制中。例如,荷兰要求逐步淘汰化石资源的使用、细化生物降解性材质的用途、不同应用场景下需使用不同回收方法等等。荷兰更多是将生物可降解塑料做“机械回收”处理,旨在通过机械将塑料加工成具有类似性能的产品。这和有机回收的“堆肥降解”路径相比,既不依赖于垃圾分类和堆肥环境,也能更大地保留塑料的经济价值。
德国决定“退”,转而选取其他材料替代可降解塑料。根据德国基青根地区(Kitzingen)官网报道,出于降解条件苛刻、含有难以完全降解的微塑料、影响垃圾整体堆肥进程等诸多原因,当地已禁止使用生物可降解塑料作为垃圾袋,要求居民使用纸袋包装有机垃圾。
2021年5月31日,欧盟委员会发布了《一次性塑料制品指南》。在文件中,“塑料”既包含制作矿泉水瓶的PET塑料,也囊括了生物可降解塑料。这意味着,在政策层面上,生物可降解塑料和PET塑料将受到同等限制。
2020年6月12日,欧洲零废弃联盟科学委员会主席恩佐-法沃尼奥(Enzo Favoino)表示,除了使用生物可降解塑料作为替代品外,欧盟还细化各类标准;要求塑料厂家负责部分回收费用;采取押金返还制度……但即便在如此成熟的技术和政策下,欧盟的塑料回收率为40-50%。这与其2029年塑料分类收集“90%”的目标相比,仍有相当一段距离。同时企业选择将不符合欧盟标准的塑料投放至发展中国家,全球塑料回收率仅约为15%。