生物降解材料研究院报道,快速增长的市场势必引起人们对生物塑料安全环保的关注。大部分专家对生物塑料持积极态度,由于生物塑料来源于自然界的生物质材料,而且加工用的增塑剂多以柠檬酸酯和甘油酯等绿色产品为主,因此具有良好的安全性。不过有关专家指出,目前生物塑料生产商的“绿色论点”十分复杂,环保主义者也对其持保留看法。一方面,生产生物塑料会产生二氧化碳,导致全球变暖;另一方面,生物塑料的原料生物质材料具有碳中和能力,通过光合作用,每年可将2000亿吨二氧化碳转化为碳水化合物。此外,生物塑料面临使用完毕后的回收管理问题。比如,聚乳酸(PLA)瓶对再生料的污染问题。由于缺乏生物塑料贴标方法,人们往往不能将PLA和其他塑料进行分拣,尽管当前的PLA水平还未构成严重的污染,但大量的PLA瓶将妨碍聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶的回收利用。 面对这些问题,业内专家指出,判断生物塑料是否低碳环保,需引入生命周期分析。而目前已经有相关的LCA研究,证明了全生物降解塑料是一种环境低负荷材料。生命周期评价(LCA,Life Cycle Assess-ment)是对某种产品或某项活动从原材料开采、加工到最终处置,也就是从诞生到死亡的一种评价方法。生命周期评价作为环境管理工具,现在已被广泛应用于制定环境政策,改进生产工艺以及对产品进行环境标识等过程中。它是从一个产品、过程或事件的源头开始(即通常所说的“摇篮”),直到最终的废弃处理(即“坟墓”),对其整个生命周期过程的环境负荷进行评估。包括原材料的开采与加工、制造、运输、销售、使用、回收、废弃处理等阶段。(1)从图5可以看出,生物质全降解制品生产过程中,忽略淀粉生产对环境的影响,仅考虑制品原材料的制备阶段对环境产生的影响,但从整个生命周期来看其对环境的影响相比于塑料类的产品来说要小很多。在原材料的生产中随着淀粉生产设备及工艺的进步,原材料加工对环境的影响将会进一步减小。
(2)从图6可以看出,生物质全降解制品全生命周期内对资源消耗、环境质量、人类健康等影响分别为26.6mPt、6.23mPt、16mPt,而塑料制品全生命周期内的影响分别为291mPt、12.1mPt、74.1mPt,因此,生物质全降解制品具有更好的环境友好性。
(3)在制品废弃阶段,由于生物质全降解制品主要成分为有机物淀粉、植物纤维,还有辅料CaCO₃,可以认为其为全降解产品,产物为CO₂、H₂O 及对环境没有影响的CaCO₃。制品若采用填埋方式处理,还能发酵产生甲烷等可以重复利用能源的气体。
日本生物降解塑料研究会,对普通塑料和全生物降解塑料进行了从原料到再资源化的LCA比较分析(见表1),列出的数据充分证明全生物降解塑料是一种环境低负荷材料。而高淀粉含量生物降解塑料和高碳酸钙光氧降解塑料,其能量消耗及再资源化对自然影响程度,处于普通塑料和全生物降解塑料之间。
4、结论
全生物降解塑料是一种环境低负荷材料。全生物降解塑料制品主要以可再生的生物质资源为主要原料,原材料的来源丰富,同时,制品生产过程对环境的影响较小,产品废弃后实现完全生物降解。
因此,制品可以替代塑料及纸制制品,成为保护森林资源,减轻水体污染,改善生态环境的一条重要途径,对实现制造业可持续发展、生态环境可持续发展、社会可持续发展均具有重要的现实意义。
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参考:
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[4]唐赛珍,陶欣. 环境降解塑料在保护环境及实施可持续发展战略中的作用[A]. 中国塑料加工工业协会.PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C].中国塑料加工工业协会