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可降解塑料被認為是解決白色污染的金鑰匙,因為塑料污染問題引起了全世界的廣泛關(guān)注。
然而,在現(xiàn)有的塑料回收系統(tǒng)中,可降解塑料真的被降解了嗎?與傳統(tǒng)塑料相比,成本高的可降解塑料對塑料污染的防治有多大貢獻?成本效益如何?
可降解≠無條件降解
可降解塑料是指在特定的自然環(huán)境條件下可降解成對環(huán)境無害的物質(zhì),是一種主要降解材料的總稱??山到馑芰鲜状纬霈F(xiàn)在20世紀60年代,經(jīng)歷了與傳統(tǒng)塑料混合的發(fā)展階段,通過光熱條件和微生物酶反應降解階段??山到馑芰吓c傳統(tǒng)塑料(如聚乙烯、聚丙烯)混合的材料只能使傳統(tǒng)塑料更容易崩解成小碎片,對環(huán)境造成更多的微塑料污染,因此不能被認為是可降解的。光熱降解塑料的降解性較差,受溫度、光強度等自然條件的限制。例如,埋在地下的塑料薄膜,由于沒有光,效果很小或根本無法分解。因此,只有在生物條件下可降解的塑料,也稱為生物可降解塑料,才是真正的可降解塑料,全降解包裝膜具有防治塑料污染的價值。
人們經(jīng)常誤解可降解塑料可以在任何自然環(huán)境中降解。事實上,可降解塑料只有在進入特定環(huán)境時才具有降解特性,而不是在任何自然條件下。
不同的可降解塑料可以在堆肥、埋土、淡水等條件下降解。然而,與土壤環(huán)境相比,海洋環(huán)境具有高鹽和低微生物密度的特點。那些可以在陸地上使用微生物酶反應降解的塑料制品往往會在海洋環(huán)境中降解失敗。
處理不當也會增加碳排放?
從可降解塑料制品的使用、消費和廢棄的全生命周期來看,應從可降解塑料制品的使用、消費和廢棄的全生命周期來評估可降解塑料的適用場景及預期產(chǎn)能。
在中國,生物基聚乳酸、石油基聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)總產(chǎn)量占國內(nèi)生物可降解塑料總產(chǎn)量的81%;可降解塑料袋(38.34%)和餐具(38.82%)占可降解塑料制品總消費量的77%。這么多可降解塑料制品去哪里?根據(jù)清華大學環(huán)境學院現(xiàn)場調(diào)查和實證數(shù)據(jù),近97%的可降解塑料在廢棄后被環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)焚燒和填埋,直接進入環(huán)境的比例約為3%,不到0.01%進入工業(yè)堆肥、厭氧消化等發(fā)酵降解階段。
研究表明,與傳統(tǒng)塑料相比,可降解塑料和其他垃圾混合進入垃圾焚燒和填埋設施不僅沒有環(huán)境優(yōu)勢,而且可降解塑料價格昂貴,整體成本效益極低。
在焚燒過程中,雖然可降解塑料具有可生物降解的化學結(jié)構(gòu),但與傳統(tǒng)塑料元素的組成幾乎沒有什么不同,焚燒后的碳排放效應接近綜合環(huán)境的影響。在填埋場條件下,可降解塑料的生物降解特性使其進入填埋場設施后的碳排放高于傳統(tǒng)塑料,綜合環(huán)境影響將明顯高于傳統(tǒng)塑料。例如,由于填埋場氣體燃燒排空、填埋場直接排放甲烷等因素,填埋設施中1公斤聚乳酸CO2排放當量為3.1公斤,超過傳統(tǒng)塑料焚燒CO排放當量約為35%。
可降解塑料(袋)用于生活消費領(lǐng)域,廢棄后進入廚余垃圾處理設施,是目前很多企業(yè)和專家積極推動的解決塑料污染問題的可行方法。其基礎是廚余處理設施采用生物處理技術(shù),可有效利用可降解塑料轉(zhuǎn)化為肥料或氣體。此外,廚余處理設施處理后可降解塑料的綜合環(huán)境影響約為焚燒設施的30%和填埋設施的15%。
然而,相反,被送往廚房垃圾處理設施的可降解塑料根本不會進入設施的發(fā)酵過程。大多數(shù)設施的預處理將通過多種分選過程去除塑料制品形狀的雜質(zhì),最終進入生物質(zhì)發(fā)酵系統(tǒng)的剩余可降解塑料制品實際上不到5%。
清華大學現(xiàn)場調(diào)查顯示,與傳統(tǒng)塑料一樣,進入工業(yè)堆肥、厭氧發(fā)酵等生物質(zhì)處理設施的可降解塑料大多被設備分類為雜質(zhì),無法進入最終的生物質(zhì)降解發(fā)酵環(huán)節(jié),無法實現(xiàn)其降解特性的環(huán)境優(yōu)勢。
從回收環(huán)節(jié)來看,由于世界各國尚未建立單獨的可降解塑料回收設施,可降解塑料與傳統(tǒng)塑料的外觀和顏色差異很小,因此很難通過色選機、浮選機和機械分選機實現(xiàn)有效分選。由于可降解塑料與傳統(tǒng)塑料的分類和回收無法實現(xiàn),與可降解塑料混合的塑料回收產(chǎn)品的回收價值將降低20%以上。因此,大規(guī)模使用可降解塑料將其與現(xiàn)有的塑料回收系統(tǒng)混合是有害的,降低了塑料制品的回收效率。
產(chǎn)能過剩的趨勢已經(jīng)出現(xiàn)了?
綜上所述,在使用可降解塑料時,如果不注意使用場景,大規(guī)模推廣使用,可能不僅不會產(chǎn)生環(huán)保效益,甚至與環(huán)保的初衷背道而馳,還會增加巨大的社會成本。比如可降解塑料袋、可降解塑料吸管等產(chǎn)品的成本遠高于傳統(tǒng)塑料,大部分廢棄后通過環(huán)衛(wèi)清運系統(tǒng)焚燒填埋設施,沒有產(chǎn)生預期的環(huán)境效益。
根據(jù)清華大學對可降解塑料應用場景的預測,我國可降解塑料產(chǎn)能出現(xiàn)過剩趨勢。即使在未來最嚴格的國家政策要求下,使用量也已超過近三倍,存在嚴重的結(jié)構(gòu)矛盾。
在這方面,應科學評價可降解塑料品種及其相應的綜合環(huán)境影響和經(jīng)濟,合理布局產(chǎn)業(yè)能力,重點關(guān)注場景應用研究,減少可降解塑料應用場景濫用和低效應用開發(fā),使用可降解塑料產(chǎn)品到直接環(huán)境泄漏領(lǐng)域,確??山到馑芰袭a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。
例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,塑料薄膜的大規(guī)模使用將使傳統(tǒng)塑料泄漏到土壤或自然環(huán)境中,影響作物的生長。然而,目前國內(nèi)塑料薄膜使用總量的25%難以回收,總計約50萬噸??山到馑芰系膽脩撛谶@樣一個直接的環(huán)境泄漏領(lǐng)域發(fā)揮作用。在容易產(chǎn)生環(huán)境泄漏的特定領(lǐng)域,可降解塑料比傳統(tǒng)塑料具有環(huán)保優(yōu)勢。