生物可降解塑料是白色汙染的終結者嗎?目前看起來還很難
2020年06月26日17:56

原標題:生物可降解塑料是白色汙染的終結者嗎?目前看起來還很難

19世紀,美國印刷工人海厄特在看到尋找象牙替代品的懸賞消息後反複試驗,發現往硝化纖維中加入樟腦後所得物質硬而不脆,可以隨意塑造成各種形狀。他將這種材料命名為“賽璐珞”(Celluloid Nitrate),這是人類歷史上最早出現的合成塑料。到了1907年,美國化學家貝克蘭實現了人工合成高分子酚醛樹脂,由此拉開了人類應用合成高分子塑料材料的序幕。塑料(plastic) 一詞來源於希臘單詞“plastikos”,意為被塑造成任何形狀的物質。

在過去的半個世紀里,塑料的產量增長了20多倍,它們輕便又經久耐用,兼具低廉的成本與多樣的功能性,成為一種無所不在的產品。塑料的足跡遍佈世界各個角落,包括海底最深處,珠穆朗瑪峰最頂峰以及極地冰蓋。

塑料因難以降解而對環境產生危害,有沒有可能通過改變材料配方,令其廢棄後在特定環境條件下最終降解?生物可降解塑料因此備受追捧,被寄予厚望。但是,生物可降解塑料可以根治塑料汙染嗎?

法國道達爾集團研發亞洲副總裁、道達爾中國首席科學代表徐忠華認為,大面積推廣基於生物基的可降解塑料在當前看來並不現實。他在接受澎湃新聞採訪時表示,在相當長時間里,我們還是得依賴傳統塑料製品。

“推廣使用生物基塑料的大前提,是必須優先保護糧食安全。除了原料從哪裡來的問題,生物基可降解塑料的成本相較於普通塑料仍然較高。在繼續進行生物基可降解塑料技術創新的同時,應加強對傳統塑料回收再利用,充分發揮它們的價值,逐步邁向一條環境友好型的可持續發展道路。”徐忠華說道。

生物可降解塑料,塑料汙染的終結者?

塑料垃圾從何而來?網絡訂餐的吸管和包裝袋、快遞箱中的膠帶和緩衝物、沐浴露中的固體塑料顆粒,每時每刻都在大量產生。新冠疫情全球性大蔓延更是催生出陡然增加的塑料需求,一次性口罩、防護服、手套,暢銷消毒用品的外包裝,塑料的身影無處不在。

絕大多數化石基塑料無法被降解,意味著可能在自然界存續幾百甚至數千年。上世紀80年代開始,科學家們開始著手研究塑料能否在微生物活躍的環境中,經過微生物的作用而降解消失。來源於玉米等農作物的聚乳酸(PLA)產品是目前看來最成功的生物基可降解塑料。由於是全生物基材料,PLA完全可回收和可生物降解。它可通過機械或化學方式進行回收,或在某些情況下,通過堆肥用作肥料。

除了為人所熟知的跨國油氣巨頭身份之外,道達爾公司很早就進入可降解生物基材料和生物燃料領域。2007年,道達爾與Galactic公司在比利時成立合資公司Futerro,探索用可再生植物資源生產PLA生物塑料。2018年,道達爾與荷蘭合作夥伴Corbion在泰國共建的PLA工廠投產,以非轉基因甘蔗為原料生產生物基聚合物。該工廠年產能達7.5萬噸,是全球第二大的PLA工廠。

徐忠華介紹稱,可降解塑料有幾種發展方向:除了在特定條件下可完全分解生成二氧化碳和水的PLA以外,還有通過添加劑來促進降解的破壞性生物降解塑料,以及往傳統塑料的高分子鏈上加入對光敏感的光引發劑和其他助劑的光降解塑料。

隨著全球減塑運動的興起,市場上“生物可降解塑料”的出現被許多人誤認為是“救星”,人們在丟棄這種塑料時似乎變得心安理得,因為他們設想,這些塑料最終會在環境中降解、不會造成危害。但值得注意的是,可降解塑料同樣需要被回收,以特定方式妥善處置,不應被隨意丟棄。

塑料困局之所以難解,根源之一是在一個塑料製品的全生命週期,人們對材料的要求在發生變化。“在使用過程中,塑料的強度、抗溫性、抗濕性都要滿足一定的條件。即便是可降解塑料,在廢棄後也必須在特定的溫度、濕度和微生物共同作用下才能被分解,不會在自然環境中自行‘消失’,否則在常溫下無法實現使用功能。”

生物基可降解塑料並非萬能。徐忠華表示,道達爾的比利時PLA工廠建立之初,在產品的推廣方面也遇到了很多困難,即便現在看來,整個可降解塑料行業仍面臨一系列共同挑戰。比如成本相較於普通塑料較高,生物基材料在使用範圍上有所縮窄等等。

但更大的限製條件在於不能與糧食搶奪資源。“無論是用生物做塑料還是做潤滑油,最大的挑戰是原料從何而來,首先不能與傳統糧食作物競爭土地資源。在這個基本前提下,我們儘可能靠近可以提供一定原料規模、成本較低,並且能得到長期保障的原料供應地,泰國就是一個非常好的選擇。”道達爾泰國PLA工廠目前針對不同行業推出聚乳酸材料,應用於食品包裝、汽車內飾等等。總體而言,PLA材料更適用於對食品安全要求較高的領域,比如茶葉袋、膠囊咖啡等。

基於上述原因,徐忠華認為,生物基可降解塑料距離大規模應用仍有一個發展過程。如果說今天全世界全部採用生物基可降解塑料,將對糧食供應造成很大沖擊。

“當前階段,它更適用於與食品、醫療相關的特定領域。或許將來我們可以開發出二氧化碳基的塑料,最後分解成氣體。但在技術進一步突破之前,要完全依賴於可降解塑料,還有相當長一段路要走。”

禁塑令下的塑料回收利用不光是廠商的事

中國是全球最大的塑料生產國與消費國。2019年,中國產生廢塑料6300萬噸,回收量1890萬噸。從“洋垃圾”禁令到新版“限塑令”,近年來,中國塑料汙染治理體系持續升級。

2007年,中國官方首次出台“限塑令”,核心是自次年6月起在全國範圍內禁止生產、銷售、使用超薄塑料購物袋,同時實行塑料購物袋有償使用製度。限塑令執行十餘年,實施效果頗具爭議。但不可否認的是,隨著電商、快遞和外賣行業的快速崛起,一次性塑料包裝材料切換了主戰場,消耗量不降反增。

2019年,平均每小時就有708萬件快遞發往全國。有環保機構曾統計,國內快遞行業在2018年消耗膠帶總長度超過398億米。這些塑料膠帶可以纏繞地球近1000圈,2015年這個數字只有425圈。99%的快遞廢棄塑料會被混入生活垃圾中,最終被焚燒或填埋。

今年初由國家發改委和生態環境部聯合印發的升級版“限塑令”製定了明確時間表,將減塑與回收利用的政策舉措貫穿到塑料製品生產、流通、使用、回收、處置全過程和各環節。

“塑料是人類的朋友,而非敵人,它為人類社會的發展和進步提供了很多支援與便利。” 徐忠華表示,在限塑令下,要實現塑料高效回收,最重要的是人人參與。廢塑料治理不光是生產商、科學家的事,也不光是塑料使用廠商的事。公眾做好垃圾分類,可以很大程度上降低塑料回收環節的挑戰。

2019年2月,道達爾收購法國塑料回收公司Synova。將聚合物專業技術與Synova的回收專業知識相結合,從而增加可用於汽車應用的再生聚丙烯供應。Synova每年可利用回收塑料生產2萬噸聚丙烯。

限塑的另一個重要意義在於拯救海洋。每年,全球有超過800萬噸塑料垃圾流向海洋。

生態環境部《2019年中國海洋生態環境狀況公報》顯示,通過對全國49個區域開展的海洋垃圾監測,及對渤海、東海近海斷面15個點位開展的海洋微塑料監測發現,海面漂浮垃圾、海灘垃圾中塑料類垃圾佔比分別為84.1%和81.7%;海底垃圾中塑料類垃圾數量最多,占92.6%,主要為漁繩、塑料繩、塑料碎片和塑料袋等。

此外,渤海和東海監測斷面海面漂浮微塑料密度分別為0.82個/立方米和0.25個/立方米,主要為線、纖維和碎片,成分主要為聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯。微塑料指塑料垃圾在海水中分解而成的無數微小的碎片和顆粒,也包括日化洗護用品中添加的塑料微珠。

全球範圍內,根據德國海因里希·伯爾基金會出版的《海洋地圖集》,海洋里的塑料垃圾僅20%來自海洋(主要是船舶),賸餘80%來自陸地。太平洋和大西洋中都已形成了面積比一些國家還大的漂浮塑料群。

“海洋塑料的治理是全球性難點。對於體積較大的海洋塑料,目前常用方法還是打撈,但打撈過程會產生新的汙染。肉眼看不見的汙染更致命,海洋微塑料吸附重金屬或是其他有機汙染物後,可能會隨著食物鏈傳遞到人體。”徐忠華呼籲,海洋微塑料汙染某種意義上就像是新冠病毒,它隨著洋流漂動,在某個地方發生,但危害不會僅停留在一地,是全球性的危機。“海洋微塑料治理需要的是全球性合作。”

據介紹,道達爾是消除塑料廢棄物聯盟創始成員之一,該聯盟近30家行業成員遍及塑料價值鏈的各個環節。該聯盟已承諾投入15億美元,用於開發可減少環境中,尤其是海洋中塑料汙染的解決方案。

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