可降解塑料產(chǎn)業(yè)不是塑料污染的解藥

 作為解決塑料污染問(wèn)題而誕生的可降解材料近些年在全球范圍內(nèi)逐漸流行了起來(lái)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展較快。北美洲和歐洲是可降解技術(shù)水平較高的地區(qū)，而亞洲是可降解材料市場(chǎng)規(guī)模最大的地區(qū)。根據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，2020年全球生物可降解塑料的產(chǎn)能為122.7萬(wàn)噸，其中亞洲的產(chǎn)能占全球的46%，同時(shí)預(yù)計(jì)生物可降解塑料的產(chǎn)能在2025年將增長(zhǎng)到180萬(wàn)噸。根據(jù)A GREENER FUTURE的推測(cè)，全球每年要產(chǎn)生大約3億噸的塑料垃圾，可降解材料的覆蓋率不到1%。使用可降解材料替代傳統(tǒng)塑料是一個(gè)美好的愿景，但是可降解材料真的是塑料污染的解藥嗎？

當(dāng)然不是。

可降解材料是被大家神話的材料，其真實(shí)的性能和對(duì)環(huán)境的影響與人們理想中的樣子大相徑庭。2019年6月，歐盟頒布了對(duì)氧化降解塑料的禁令。氧化降解塑料是一種將生物材料與PE融合的合成材料，發(fā)明者希望用生物材料幫助塑料制品降解，是出現(xiàn)較早的可降解材料。后來(lái)，人們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這種氧化降解塑料最終不會(huì)完全降解，而是變成很多塑料碎片，因此這種可降解材料不但沒(méi)有解決環(huán)境污染問(wèn)題，反而讓塑料垃圾的回收變得更加困難。

當(dāng)下主流認(rèn)同的可降解材料是生物可降解材料，主要分為兩類(lèi)：生物塑料和生物可降解塑料，代表材料分別是PLA和PBAT。生物塑料是指用植物纖維或提取物為原料合成的材料，而生物可降解塑料的制備和傳統(tǒng)PE塑料類(lèi)似，主要以化石燃料為原料，只不過(guò)具有可降解的特性。以當(dāng)前的技術(shù)水平來(lái)看，這兩類(lèi)生物可降解材料都不是解決塑料污染問(wèn)題的理想材料。下面將提供生物可降解材料的7個(gè)主要問(wèn)題供大家思考：

降解條件苛刻。對(duì)于生物可降解材料，多數(shù)人可能會(huì)認(rèn)為其丟棄后就會(huì)像水果一樣很快消失得無(wú)影無(wú)蹤。事實(shí)并不是這樣，很多生物可降解材料必須在陽(yáng)光和高溫的作用下才能發(fā)生降解反應(yīng)。根據(jù)Eradicate Plastic的創(chuàng)始人David McGregor的研究，生物可降解塑料的結(jié)構(gòu)使之難以在水中漂浮，并且在50攝氏度以上的高溫下才會(huì)開(kāi)始分解。也就意味著，除了特殊的工業(yè)處理手段外，一般的陸地環(huán)境和海洋環(huán)境都不能使這種材料分解。除此之外，一般這種材料的降解還需要一定的光照，使填埋也很難成為合適的處理方式。

農(nóng)藥殘留多。農(nóng)用薄膜和地膜也是生物可降解材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域，我國(guó)的用量很大。當(dāng)為農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥時(shí)，薄膜會(huì)根據(jù)材料的吸附率沾上一部分農(nóng)藥。為此，由荷蘭瓦赫寧恩大學(xué)和哥倫比亞喀他赫納大學(xué)組成的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)的研究實(shí)驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的LDPE和PAC薄膜對(duì)農(nóng)藥的平均吸附率為23%，而生物可降解薄膜對(duì)農(nóng)藥的平均吸附率高達(dá)50%。除此之外，農(nóng)藥中的活性物質(zhì)在薄膜上更難分解，分解速率比在自然狀態(tài)下要低30%。也就是說(shuō)，生物可降解薄膜會(huì)夾帶更多的農(nóng)藥殘留物質(zhì)，如果使用自然降解的方式，這些農(nóng)藥殘留物會(huì)污染幫助分解的微生物，進(jìn)而污染土壤的有機(jī)結(jié)構(gòu)。  

農(nóng)業(yè)成本高。原料100%來(lái)自于植物的生物塑料主要消耗玉米等農(nóng)作物中的糖類(lèi)物質(zhì)。因此生產(chǎn)如PLA之類(lèi)的生物塑料會(huì)產(chǎn)生一種機(jī)會(huì)成本——糧食的供應(yīng)量降低。耶魯大學(xué)環(huán)境學(xué)院的研究發(fā)現(xiàn)，用來(lái)生產(chǎn)生物塑料的糖類(lèi)物質(zhì)通常來(lái)自噴灑了農(nóng)藥和除草劑的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，而這類(lèi)農(nóng)作物的種植會(huì)侵占用來(lái)應(yīng)對(duì)全球人口增長(zhǎng)的農(nóng)業(yè)土地，這與當(dāng)初生物質(zhì)燃料在推廣時(shí)面對(duì)的問(wèn)題一樣。生物塑料和生物質(zhì)燃料的應(yīng)用都會(huì)增加農(nóng)業(yè)對(duì)土地的需求。以玉米為例，根據(jù)Eradicate Plastic的測(cè)算，生產(chǎn)1千克的聚乳酸（PLA等生物塑料的主要原料）大概需要消耗2.65千克的玉米。2020年全球生物塑料的產(chǎn)能約為48萬(wàn)噸，需要消耗127.2萬(wàn)噸玉米，其中亞洲需要消耗58.5萬(wàn)噸玉米。按照全球每年大約2.7億噸塑料的產(chǎn)量來(lái)估算，如果全部替換成生物塑料大約需要消耗7.15億噸的玉米。以此類(lèi)推，其他類(lèi)別的可降解材料即使不消耗玉米，也會(huì)消耗其他農(nóng)作物，像PBAT還會(huì)消耗石油，因此用可降解材料完全替代傳統(tǒng)塑料是不切實(shí)際的。

綜合成本高。以現(xiàn)在的技術(shù)水平，生產(chǎn)PLA的成本已經(jīng)較為廉價(jià)，但是由于PLA所引發(fā)的農(nóng)業(yè)成本等問(wèn)題存在，在此不以之為例。PHA是一種優(yōu)于PLA的生物塑料，在擁有PLA的所有性質(zhì)外，PHA的生產(chǎn)不會(huì)消耗農(nóng)作物，而是使用藻類(lèi)。由于技術(shù)的限制，目前生產(chǎn)PHA的價(jià)格比較昂貴，并且在短時(shí)間內(nèi)都不能通過(guò)量產(chǎn)來(lái)降低成本。PBAT的生產(chǎn)通過(guò)多種化學(xué)物質(zhì)合成，這些化學(xué)物質(zhì)普遍來(lái)自石油，導(dǎo)致PBAT的生產(chǎn)成本長(zhǎng)時(shí)間維持較高水平。除此之外，諸如PLA、PHA之類(lèi)的生物塑料的質(zhì)量普遍較差，由于其結(jié)構(gòu)主要按照方便降解而設(shè)計(jì)，導(dǎo)致難以反復(fù)使用。這樣的話，既會(huì)增加商家的運(yùn)輸成本，又會(huì)增加消費(fèi)者的使用成本。

微塑料問(wèn)題。微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒。在2016年召開(kāi)的第二屆聯(lián)合國(guó)環(huán)境大會(huì)上, 微塑料污染被列入環(huán)境與生態(tài)科學(xué)研究領(lǐng)域的第二大科學(xué)問(wèn)題。全球海水中微塑料的平均濃度在0.01-10個(gè)每立方米，大氣中的微塑料的大小在200-700 微米左右。微塑料可以通過(guò)河流、污水、農(nóng)業(yè)設(shè)施、肥料、大氣沉降等方式污染農(nóng)田、林地等土壤，并在其中長(zhǎng)期存在，造成土壤質(zhì)量下降，導(dǎo)致農(nóng)作物的產(chǎn)量下降。如果塑料不能完全降解，將會(huì)以微塑料的形式存在。塑料不能完全降解的情況有兩種。第一種是生物質(zhì)與PE混合的氧化降解塑料。這種可降解塑料的質(zhì)量要高于生物可降解塑料，所以會(huì)被用來(lái)冒充生物可降解塑料。這種塑料降解時(shí)，生物質(zhì)原料會(huì)消失，PE原料會(huì)以微塑料的形式存在。第二種是由于降解條件的限制，生物可降解塑料短時(shí)間內(nèi)不能完全分解，只能先以微塑料的形式繼續(xù)存在一段時(shí)間。

加劇溫室效應(yīng)。耶魯大學(xué)環(huán)境學(xué)院的研究表示，大多數(shù)的生物塑料最后都會(huì)通過(guò)掩埋來(lái)處理。生物塑料的降解需要氧氣，無(wú)氧條件下的生物塑料很難降解。在地下缺少足夠氧氣的環(huán)境中，生物塑料不僅可以保存幾百年，還會(huì)由于生物質(zhì)與微生物的作用釋放甲烷氣體，從而加劇溫室效應(yīng)。

處理方式無(wú)差異。由于生物降解材料需要獨(dú)特的工業(yè)處理方式才能進(jìn)行有效降解，一些地方會(huì)為了節(jié)約預(yù)算和省事而將生物降解材料混同普通塑料一并處理，比如海南省一直以來(lái)就對(duì)生物可降解塑料垃圾實(shí)施焚燒處理。其實(shí)很多人對(duì)于生物可降解塑料存在一定的誤解，認(rèn)為生物可降解塑料可以避免垃圾回收時(shí)不慎流出，從而污染環(huán)境的情況發(fā)生，因此在處理方式上沒(méi)有進(jìn)行差異化對(duì)待。這種想法是錯(cuò)誤。首先，如果生物可降解塑料垃圾不慎流落到自然環(huán)境中，很難自我降解。不能降解的可降解塑料會(huì)對(duì)環(huán)境造成和傳統(tǒng)PE塑料一樣的污染程度。其次，工業(yè)堆肥的處理方式可以將大部分生物可降解塑料進(jìn)行無(wú)害化處理，而焚燒會(huì)額外造成對(duì)大氣的污染。因此，如果沒(méi)有將生物可降解材料進(jìn)行單獨(dú)處理的打算，應(yīng)用生物可降解材料是沒(méi)有必要的。

綜上所述，雖然目前可降解材料產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)發(fā)展得如火如荼，但是經(jīng)過(guò)一定的研究分析后，還是要為其澆上一盆冷水。在每年3億噸的塑料產(chǎn)量面前，可降解材料的應(yīng)用真的是杯水車(chē)薪，用可降解材料完全替代傳統(tǒng)塑料的想法也是不切實(shí)際的。目前歐盟地區(qū)和依云、圣培露、可口可樂(lè)等企業(yè)紛紛將循環(huán)利用塑料制品作為當(dāng)前解決塑料污染問(wèn)題的方式，意在降低塑料制品在市場(chǎng)上的流通增量。未來(lái)塑料污染問(wèn)題的解決可能會(huì)以生產(chǎn)者責(zé)任制為基礎(chǔ)，通過(guò)政府的引導(dǎo)和居民的配合共同來(lái)完成。雖然可降解材料產(chǎn)業(yè)可能不是塑料污染問(wèn)題的解藥，但是也希望其發(fā)展不會(huì)只是曇花一現(xiàn)。