|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
正视塑料材料与环保问题陶冠霖 唐赛珍
1前言众所周知，资源、能源、环保是与人类生存和社会经济可持续发展息息相关的三大问题。迈入21世纪，上述问题与经济的谐调发展更为重要。塑料的生产与应用也和上述三大问题紧密相联。 从资源问题来看，塑料的原料来源经历了天然动、植物原料，煤化工衍生的原料，以至石油化工衍生的原料的演变或替代。煤及石油是地球约50亿年历史蕴藏于地下的资源；其储量有一定限度。随着人类的急激消费，石油、天然气的资源将面临枯竭。据资料报导1石油可采年限约为43年，天然气约为65年；又据联合国“世界能源评估报告”指出，目前全球能源体系不够可靠，价格不够低，不足以支持广泛的经济增长。过去有人曾预测，21世纪将是生物质为基础的化学工业化时代。因此，节约和合理利用有限资源，开发可再生的速生资源，对塑料工业的可持续发展有着十分重要的意义。 从能源问题来看，塑料原料生产与加工，其能耗一般较其它传统材料，如钢铁、纸、玻璃等材料低，这也是塑料作为新材料得以迅速发展的主要因素之一。但就塑料的不同品种和加工工艺，其耗能也有高低，这预示从可持续发展战略出发，也将会出现塑料原料间以及加工工艺间的相互替代。 从地球环境保护角度来看，由于塑料废弃物，尤其是一次性塑料废弃物较难回收利用，也不易自然降解，普通填理和焚烧也会带来一系列环境污染问题，从而给环境带来的负面效应日趋严重。因此80年代以来，欧美许多国家逐渐制订和出台某些禁用或限用或课以高税等法令与法规，虽然其中有些法规在实施过程中遇到种种问题而有的被修改、有的被撤销，有的不了了之，但对塑料工业的发展，无疑是一种严峻的挑战。面对来自环境问题的挑战，塑料材料的减量化，塑料废弃物的回收利用和降解塑料的研究开发备受关注。减量化是防患于未然，从源头抓起的好办法，回收利用不仅可资源再利用，而且是治理环境污染的最佳途径。而生物降解塑料（BDP）从材料角度是开发可利用再生资源、减小环境负荷，用后易被环境消纳成无害化小碎片，最终成为CO2和H2O回归自然循环，或与有机质垃圾进行堆肥化处理制成有机肥回收利用的材料，它符合治理环境从源头抓起、清洁生产的原则，因此成为世界瞩目的热点问题。 2塑料材料与可持续发展塑料材料坚实耐用，综合性能好。目前它已和木材、水泥、钢铁成为四大支柱材料。它与其它材料比较，可以节省资源，减少能耗，生产过程污染轻或无污染，产品用后相当一部分易于回收利用，从而发展十分迅速。全球产量已近2亿吨，用途十分广泛，已涉足到工农业、交通、国防以及人们生活各个领域，在促进国民经济各部门的技术进步和满足人们生活需求及提高生活质量方面发挥了愈来愈重要的作用。 几十年来的生产应用实践证明，塑料材料在经济社会中，在节约资源、节省能源、节省水源及减少温室气体排放方面起了很大作用，对促进可持续发展战略的实施，构建资源节约、循环经济、环境和谐型社会起了积极作用，其持续迅速发展是市场需求和时代进步的表征。 2.1塑料在节约资源方面卓有成效塑料质轻，产品在开发过程中，通过科学、合理选材，材料改性技术和拉伸、发泡工艺的进步，薄型化的设计，成型设备和模具的精密化制造等措施可大大节约原材料。 ·据资料2报导，欧洲近十年内，通过科学选用原料、优化产品设计，单位人造黄油包装容器的重量减轻了27%，奶制品容器的重量减轻了13%，通过上述措施，欧洲塑料包装制品总重量平均可减轻28%，相当于节约2250kt塑料。 ·据日本资料3：日本生产的500mlPP洗涤液瓶，壁厚由原0.4~0.5㎜减薄至0.2㎜，重量由40g减少到13g，减少了67%；PE购物袋厚度由23µm减少到18µm，减重约22%，果蔬包装袋由双层结构（PET/CPP）改为单层结构（OPP），每M2重量由34g减少到27g，减重约20%。。 ·塑料袋取代硬质容器包装，可减轻重量，节省原料减少垃圾生产量，节省运输能耗。 –2kg洗衣液塑料包装瓶重量约200g，2kg洗衣液塑料包装袋重量约30g，减重85%； –200ml牛奶塑料包装瓶重量约30g，200ml牛奶塑料包装袋重量约10g，减重2/3。 2.2塑料节能大有可为4、5据西欧国际能源机构（W.EUROPE IEA）1998年提供的数据： ·塑料产业近2亿t的产量消耗的石油仅占全部石油消耗量的7%，其中合成树脂4%，塑料加工3%。 ·塑料在整个生命周期中，可大大节约能量，而在生命终期，通过材料或能源回收利用，又可节约更多的能量； ·EPS、PUR、XPS等塑料保温材料，用于建筑外墙保温材料，4个月所节省的能量相当于欧盟2004年生产时全部消耗的能源，长期使用所节省的能源相当于生产时所消耗的能量的150倍； ·塑钢门窗比普通钢材门窗，冬天取暖能耗可节省17%，室温可升高1~2℃； ·汽车采用塑料零部件，可减轻汽车自身质量约10%，燃油消耗可降低6~8%； 2.3塑料用于农业灌溉节水显著5·塑料排灌系统在农业生产中应用，节水效果明显，据实践应用表明，塑料节水器材可有效提高农业灌溉用水率40%左右。 ·新疆石河子传统的沟灌灌溉，平均定额用水量491m3/亩，改用膜下滴灌系统后，用水量为240 m3/亩，节水达48%左右，灌溉周期还可缩短5-10天。 2.4欧洲节能减排实例4据欧洲塑料协会报告，2005年维也纳GUA GMBH针对整个西欧塑料产品市场中能量需求以及整个生命周期的温室气体排放的效应进行研究结果显示： ·西欧每年用于生活，使用和回收塑料产品的能量消耗为390000万GJ，如以其它传统材料替代每年还要多消耗102000万GJ能量（比塑料产品多26%），该能耗相当于： –22400kt原油或190艘超级油轮装载量（油轮排成一排，长度达87公里）； –10个一兆瓦级核电站所需的初级燃料； –可供4000万人（相当于50%德国人口）使用的热水、温水消费量。 ·如以其他传统材料替代，每年排放的温室气体将比当前欧洲所有塑料产品整个生命周期内排放的温室气体（CO2）多97000kt/年，（约多56%），该排放量相当于： –欧盟15国根据《京都议定书》在2000年至2012年间减排目标的30%（319000kt/年）； –德国90%私家车排放的CO2； –全体德国人每年开车从德国往返意大利海滩4-5次的CO2排放量。 2.5塑料材料可回收利用再资源化塑料材料有许多优良的性能，在节省资源、减少消耗方面效果十分显著，但塑料制品用后其废弃物，特别是一次性制品的废弃物较难回收利用，又不易在自然环境中降解，因此如不加强回收处理，其对环境带来的负面影响是无容忽视的。但也必须充分认识到绝大部分塑料属热塑性塑料，可回收作为再生材料或能源资源化再利用，而难于回收利用或不宜回收利用的一次性消费品，也正开发生物降解塑料作为替代品，它们在用后易生物降解回归自然循环，或与其它有机质垃圾堆肥化处理成为肥料回收利用。 综上所述，无论是由石油或天然材料生产的塑料产品，整个生命周期内矿物燃料能源的平衡，是经济可持续发展的关键因素。塑料材料在构建循环经济、资源节约、环境和谐型社会和实施可持续发展战略过程中，正在和将继续发挥重要而积极的作用。
3正确对待塑料包装材料废弃物与环境问题6近十多年来，随着塑料包装材料迅速发展及其废弃物对环境带来的负面影响，社会上对它出现了种种非议和指责，有些是出于无知，有些是人云亦云，有些是商业操作，别有用心。因此要想塑料材料与环境和谐发展，必须正视几个问题和走出几个误区。 3.1正视几个问题·严肃科学地认识塑料及塑料包装材料在国民经济发展中的作用，塑料具有无可争辩的优越特性，作为现代化新型材料已为人们共知并在生产实践中发挥了节能省料的重要效果。因此其不断发展的趋势非人为的各种阻力所能抑制的。 ·塑料包装材料具有坚实耐用的优点，其废弃物特别是一次性废弃物用后如不妥善处理，听任其随意乱扔，对环境的污染甚至危害是勿庸忽视的。塑料材料生产与使用部门只有承认这个事实，才能树立环境意识，加强综合治理措施，使塑料工业和环境保护协调发展。 ·塑料包装材料大部分是热塑性塑料，其本身的特性表明了可回收再资源化的特点；塑料也是可降解的，老化便是降解的表征，只是较难降解、降解周期较长而已。目前有些人或宣传媒体笼统地宣传塑料“100～200甚至500年不烂”，“不能回收利用”等，给人们造成了塑料废弃物是环境“污染”的元凶的不正确印象，因此应加强对塑料废弃物可处理性的宣传，消除误解。 ·任何一种不同材质的产品对环境负荷影响若仅从其用后处理的难易程度进行评价是不恰当、不合理的。因为环境问题是很复杂的，必须从产品整个生命周期，即根据原料开采、运输、制造、加工、流通、消费、废弃物处理全过程对资源、能源及环境的影响进行综合分析评价，才能得到公正合理的评价，才有利于产品开发的宏观决策和满足社会需求。 ·在对待塑料废弃物处理和环保关系的问题上，不应该不加分析采取一刀切的办法，而应根据各地塑料废弃物的资源状况、处理技术的基本条件、经济合理性以及环境效益等不同情况区别对待、综合分析、多法并举，或作为材料回收利用、或焚烧回收能量、或开发降解塑料减轻污染、或降解塑料与堆肥化相结合，无论那一种方法只要对环保有利、对可持续发展有利，都应予以支持和引导，让它们在市场中去竞争、去完善、去发展。 3.2走出几个误区·“白色污染”一词在中国已成为热门话题，不少指责中把塑料泡沫餐具、塑料袋等一次性塑料包装废弃物作为“白色污染”产生的根源，这是十分错误的。塑料包装材料不是“白色污染”的祸首，塑料泡沫餐具、塑料袋也不应成为“白色污染”的代名词，无论哪一类一次性消费品，即使是来自天然材料的生物基产品，其废弃物要腐烂、降解回归自然，也需要一定的周期和相应的环境条件。目前尚未开发出用后即逝的产品，因此，其废弃物如不妥善回收处理，听任其随地丢弃，同样都会造成对环境景观的污染，因此“白色污染”的成因是管理不善以及随意丢弃垃圾的人们，而非塑料材料本身的责任。 ·“以纸代塑”的论点和导向是片面的、错误的。任何材质产品的废弃物，它们对环境适性的评价不能凭直觉或以常识来判断什么对环境有益或什么对环境有害，而应以产品生命周期分析作为评价标准。以选择纸袋或塑料袋为例。通常许多人把纸袋作为绿色材料来选择，而塑料袋常被视为环境的头号大敌而遭到指责和摒弃，常有报刊宣传和警示人们，使用塑料袋会加剧日益严重的城市固体废弃物污染环境的问题，也极力劝告消费者在快餐店要选用纸质餐饮具，不用塑料餐饮具，在超市要选用纸袋，而不要用塑料袋，而实际上，纸制品消耗的能源更多，产生的污染更大。表1.2.3列举美国、德国、日本关于生产不同纸、塑制品对资源、环境比较的调研数据，充分说明塑料比纸的环境适性更好。 又根据原联邦德国包装市场研究室的调研资料6，在包装领域如果排除塑料而采用传统材料替代，则包装材料成本将平均增加212%，包装材料的重量及垃圾产生量将增加404%，废弃物的体积将增加256%，生产过程中的能耗将增加201%，温室气体排放量增加100%，对环境的负荷更重。由此可以看出纸代不了塑，纸和塑料各有其特性和定位,在现实生活中，无论现在和将来在包装领域中必然仍是纸塑并存,各得其所。 表1 美国生产100万个不同纸、塑制品对资源环境的比较（以塑料为1计）6
注：能耗一项部分包括在原材料消耗原油及天然气中 表2 德国生产5万个PE袋和纸袋对环境影响的比较（以PE为1计）7
注：*1：0.4M2，厚度50µmPE薄膜（18g）； *2：0.4M2，90g/ M2的牛皮纸袋（36g）； *3：由60%白色牛皮纸、25%棕色牛皮纸、15%白色亚硫酸盐纸复合。 德国柏林Federal office of the Environment的调查资料。 表3日本PS发泡塑料酱汁容器和和纸制酱汁容器（382ml）环境适性比较
日本财团法人高分子素材中心检测资料 ·塑料袋是否结实耐用与其厚薄有一定关系，但不正比；是否能回收利用，虽也有一定关系，但主要是管理是否到位的问题。因此不区分采用何种牌号原料、工艺、规格大小、负荷标准，而一刀切禁止生产销售厚度0.25mm以下的塑料袋是不科学的。因为从上世纪末以来，石化工业和塑料加工工业的科技进步已开发出一些力学性能优异的塑料原料和先进精密的加工工艺和设备，可以采用较少的原料，较薄的厚度制得同规格、同强度的塑料袋，这不仅节约了资源、能耗，同时也减少了垃圾产生量，这完全符合固体废弃物治理法规中减量化、从源头抓起的原则和要求。国外经验证明，只要加强管理和监督，用后的塑料袋是可以回收利用的。日本开发的固体燃料技术、气化技术、油化技术对混杂、脏乱的塑料袋废弃物回收再资源化是一个成功的案例，可以借鉴。 ·近年来塑料包装材料有毒、有害也屡见于报端，如“聚乙烯塑料食品袋有毒”、“塑料袋藏有健康隐患”、 “PVC保鲜膜有毒”、“聚苯乙烯发泡餐盒会放出致癌物二恶英”，“PP水泥塑编织袋废弃物焚烧时会产生大量有毒气体，会诱发肺癌…”等等，这些纯属子虚乌有、无稽之谈，其流毒甚广，亟待肃清。 ·回收、回收处理和回收利用不是同义词，而是三个技术内涵不同而又密切相关的术语，回收是回收处理和回收利用的前提，而回收、回收处理和回收利用紧密结合起来，才能真正解决塑料包装废弃物对环境的污染和达到再资源化的效果。但同时也必须充分认识到回收、回收处理和回收利用不仅仅是技术问题，经济问题，而更是一个社会系统工程问题，难度很大，如何建立有效的回收体系，如何有效利用或处理，都会遇到不少难题，有待政府和民间加大科技投入，通力合作，作为一项为子孙后代造福的重要战略任务来解决。 ·降解塑料与回收及回收利用并不矛盾 塑料包装废弃物与环境的问题产生后，有些人对降解塑料寄以厚望，误认为一次性降解塑料包装材料用后可立即消失，不会污染环境。但这种原望是不现实的，应认识到降解塑料尽管具有一定降解功能，但其从发生降解直到消失回归自然，均需要一定的环境条件和周期，包括天然包装材料也不例外。因此用后均不应乱扔，同样要加强回收处理。其中堆肥化方法是降解塑料的独特回收利用方式，也是区别于普通塑料回收利用的特点。生物降解塑料和堆肥化相结合被认为是治理一次性塑料废弃物污染环境的好办法，受到世界瞩目。因此降解塑料和回收及回收利用并不矛盾，而是相辅相承为治理塑料废弃物对环境污染各自做出贡献，推动着塑料材料工业健康持续发展。
主要参考文献1. 草川纪文，我が国にずけサる环境リサイクルに关する最近の动向，プラスチツヶスエ—ジ 2000，临时增刊号，39~56； 2. Terrry Mccormack，Plastics Packaging，塑料与可持续发展研讨会，北京：国际化学品制造商协会塑料事务委员会，2006.6 15~16； 3. 村内一夫，环境对应型包装资材の最近の展开，プラスチツヶスエ—ジ 2000，（2）81； 4. N.Mayne & T·Mustainable Development，塑料与可持续发展研讨会，北京：国际化学品制造商协会塑料事务委员会，2006.6 21~27； 5. 廖正品，塑料、塑造美好和谐新生活，国外塑料，2007，25（1~2） 31~34； 6. 唐赛珍，浅析塑料包装废弃物与环境污染，上海市垃圾及水处理技术国际合作研讨会论文集，上海：建设部信息中心，1999.7; 7. ポソマーダイジエスト，1995（5）72。 编辑：qhw
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
[关闭此页]
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||