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原標題:生物可降解塑料是白色污染的終結者嗎?目前看起來(lái)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后反復試驗,發(fā)現往硝化纖維中加入樟腦后所得物質(zhì)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(lèi)歷史上最早出現的合成塑料。到了1907年,美國化學(xué)家貝克蘭實(shí)現了人工合成高分子酚醛樹(shù)脂,由此拉開(kāi)了人類(lèi)應用合成高分子塑料材料的序幕。塑料(plastic) 一詞來(lái)源于希臘單詞“plastikos”,意為被塑造成任何形狀的物質(zhì)。
在過(guò)去的半個(gè)世紀里,塑料的產(chǎn)量增長(cháng)了20多倍,它們輕便又經(jīng)久耐用,兼具低廉的成本與多樣的功能性,成為一種無(wú)所不在的產(chǎn)品。塑料的足跡遍布世界各個(gè)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(huán)境產(chǎn)生危害,有沒(méi)有可能通過(guò)改變材料配方,令其廢棄后在特定環(huán)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污染嗎?
法國道達爾集團研發(fā)亞洲副總裁、道達爾中國首席科學(xué)代表徐忠華認為,大面積推廣基于生物基的可降解塑料在當前看來(lái)并不現實(shí)。他在接受澎湃新聞采訪(fǎng)時(shí)表示,在相當長(cháng)時(shí)間里,我們還是得依賴(lài)傳統塑料制品。
“推廣使用生物基塑料的大前提,是必須優(yōu)先保護糧食安全。除了原料從哪里來(lái)的問(wèn)題,生物基可降解塑料的成本相較于普通塑料仍然較高。在繼續進(jìn)行生物基可降解塑料技術(shù)創(chuàng )新的同時(shí),應加強對傳統塑料回收再利用,充分發(fā)揮它們的價(jià)值,逐步邁向一條環(huán)境友好型的可持續發(fā)展道路?!毙熘胰A說(shuō)道。
生物可降解塑料,塑料污染的終結者?
塑料垃圾從何而來(lái)?網(wǎng)絡(luò )訂餐的吸管和包裝袋、快遞箱中的膠帶和緩沖物、沐浴露中的固體塑料顆粒,每時(shí)每刻都在大量產(chǎn)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(xiāo)消毒用品的外包裝,塑料的身影無(wú)處不在。
絕大多數化石基塑料無(wú)法被降解,意味著(zhù)可能在自然界存續幾百甚至數千年。上世紀80年代開(kāi)始,科學(xué)家們開(kāi)始著(zhù)手研究塑料能否在微生物活躍的環(huán)境中,經(jīng)過(guò)微生物的作用而降解消失。來(lái)源于玉米等農作物的聚乳酸(PLA)產(chǎn)品是目前看來(lái)最成功的生物基可降解塑料。由于是全生物基材料,PLA完全可回收和可生物降解。它可通過(guò)機械或化學(xué)方式進(jìn)行回收,或在某些情況下,通過(guò)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(jìn)入可降解生物基材料和生物燃料領(lǐng)域。2007年,道達爾與Galactic公司在比利時(shí)成立合資公司Futerro,探索用可再生植物資源生產(chǎn)PLA生物塑料。2018年,道達爾與荷蘭合作伙伴Corbion在泰國共建的PLA工廠(chǎng)投產(chǎn),以非轉基因甘蔗為原料生產(chǎn)生物基聚合物。該工廠(chǎng)年產(chǎn)能達7.5萬(wàn)噸,是全球第二大的PLA工廠(chǎng)。
道達爾泰國PLA工廠(chǎng)以非轉基因甘蔗為原料生產(chǎn)生物基聚合物,道達爾供圖
徐忠華介紹稱(chēng),可降解塑料有幾種發(fā)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(guò)添加劑來(lái)促進(jìn)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(fā)劑和其他助劑的光降解塑料。
隨著(zhù)全球減塑運動(dòng)的興起,市場(chǎng)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(shí)似乎變得心安理得,因為他們設想,這些塑料最終會(huì )在環(huán)境中降解、不會(huì )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(gè)塑料制品的全生命周期,人們對材料的要求在發(fā)生變化?!霸谑褂眠^(guò)程中,塑料的強度、抗溫性、抗濕性都要滿(mǎn)足一定的條件。即便是可降解塑料,在廢棄后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(huì )在自然環(huán)境中自行‘消失’,否則在常溫下無(wú)法實(shí)現使用功能?!?/p>
生物基可降解塑料并非萬(wàn)能。徐忠華表示,道達爾的比利時(shí)PLA工廠(chǎng)建立之初,在產(chǎn)品的推廣方面也遇到了很多困難,即便現在看來(lái),整個(gè)可降解塑料行業(yè)仍面臨一系列共同挑戰。比如成本相較于普通塑料較高,生物基材料在使用范圍上有所縮窄等等。
但更大的限制條件在于不能與糧食搶奪資源?!盁o(wú)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(lái),首先不能與傳統糧食作物競爭土地資源。在這個(gè)基本前提下,我們盡可能靠近可以提供一定原料規模、成本較低,并且能得到長(cháng)期保障的原料供應地,泰國就是一個(gè)非常好的選擇?!钡肋_爾泰國PLA工廠(chǎng)目前針對不同行業(yè)推出聚乳酸材料,應用于食品包裝、汽車(chē)內飾等等??傮w而言,PLA材料更適用于對食品安全要求較高的領(lǐng)域,比如茶葉袋、膠囊咖啡等。
道達爾位于比利時(shí)的PLA工廠(chǎng),道達爾供圖
基于上述原因,徐忠華認為,生物基可降解塑料距離大規模應用仍有一個(gè)發(fā)展過(guò)程。如果說(shuō)今天全世界全部采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,它更適用于與食品、醫療相關(guān)的特定領(lǐng)域?;蛟S將來(lái)我們可以開(kāi)發(fā)出二氧化碳基的塑料,最后分解成氣體。但在技術(shù)進(jìn)一步突破之前,要完全依賴(lài)于可降解塑料,還有相當長(cháng)一段路要走?!?/p>
禁塑令下的塑料回收利用不光是廠(chǎng)商的事
中國是全球最大的塑料生產(chǎn)國與消費國。2019年,中國產(chǎn)生廢塑料6300萬(wàn)噸,回收量1890萬(wàn)噸。從“洋垃圾”禁令到新版“限塑令”,近年來(lái),中國塑料污染治理體系持續升級。
2007年,中國官方首次出臺“限塑令”,核心是自次年6月起在全國范圍內禁止生產(chǎn)、銷(xiāo)售、使用超薄塑料購物袋,同時(shí)實(shí)行塑料購物袋有償使用制度。限塑令執行十余年,實(shí)施效果頗具爭議。但不可否認的是,隨著(zhù)電商、快遞和外賣(mài)行業(yè)的快速崛起,一次性塑料包裝材料切換了主戰場(chǎng),消耗量不降反增。
2019年,平均每小時(shí)就有708萬(wàn)件快遞發(fā)往全國。有環(huán)保機構曾統計,國內快遞行業(yè)在2018年消耗膠帶總長(cháng)度超過(guò)398億米。這些塑料膠帶可以纏繞地球近1000圈,2015年這個(gè)數字只有425圈。99%的快遞廢棄塑料會(huì )被混入生活垃圾中,最終被焚燒或填埋。
今年初由國家發(fā)改委和生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)的升級版“限塑令”制定了明確時(shí)間表,將減塑與回收利用的政策舉措貫穿到塑料制品生產(chǎn)、流通、使用、回收、處置全過(guò)程和各環(huán)節。
“塑料是人類(lèi)的朋友,而非敵人,它為人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展和進(jìn)步提供了很多支持與便利?!?徐忠華表示,在限塑令下,要實(shí)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(chǎn)商、科學(xué)家的事,也不光是塑料使用廠(chǎng)商的事。公眾做好垃圾分類(lèi),可以很大程度上降低塑料回收環(huán)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(zhuān)業(yè)技術(shù)與Synova的回收專(zhuān)業(yè)知識相結合,從而增加可用于汽車(chē)應用的再生聚丙烯供應。Synova每年可利用回收塑料生產(chǎn)2萬(wàn)噸聚丙烯。
限塑的另一個(gè)重要意義在于拯救海洋。每年,全球有超過(guò)800萬(wàn)噸塑料垃圾流向海洋。
塑料垃圾被直接丟棄或從陸地通過(guò)河道、風(fēng)力最終進(jìn)入海洋。圖片來(lái)源:聯(lián)合國新聞
生態(tài)環(huán)境部《2019年中國海洋生態(tài)環(huán)境狀況公報》顯示,通過(guò)對全國49個(gè)區域開(kāi)展的海洋垃圾監測,及對渤海、東海近海斷面15個(gè)點(diǎn)位開(kāi)展的海洋微塑料監測發(fā)現,海面漂浮垃圾、海灘垃圾中塑料類(lèi)垃圾占比分別為84.1%和81.7%;海底垃圾中塑料類(lèi)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(gè)/立方米和0.25個(gè)/立方米,主要為線(xiàn)、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(wú)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。
全球范圍內,根據德國海因里?!げ疇柣饡?huì )出版的《海洋地圖集》,海洋里的塑料垃圾僅20%來(lái)自海洋(主要是船舶),剩余80%來(lái)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(diǎn)。對于體積較大的海洋塑料,目前常用方法還是打撈,但打撈過(guò)程會(huì )產(chǎn)生新的污染。肉眼看不見(jiàn)的污染更致命,海洋微塑料吸附重金屬或是其他有機污染物后,可能會(huì )隨著(zhù)食物鏈傳遞到人體?!毙熘胰A呼吁,海洋微塑料污染某種意義上就像是新冠病毒,它隨著(zhù)洋流漂動(dòng),在某個(gè)地方發(fā)生,但危害不會(huì )僅停留在一地,是全球性的危機?!昂Q笪⑺芰现卫硇枰氖侨蛐院献??!?/p>
據介紹,道達爾是消除塑料廢棄物聯(lián)盟創(chuàng )始成員之一,該聯(lián)盟近30家行業(yè)成員遍及塑料價(jià)值鏈的各個(gè)環(huán)節。該聯(lián)盟已承諾投入15億美元,用于開(kāi)發(fā)可減少環(huán)境中,尤其是海洋中塑料污染的解決方案。