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注。
然而,在現有的塑料回收系統中,可降解塑料真的被降解了嗎?與傳統塑料相比,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境條件下可降解成對環境無害的物質,是一種主要降解材料的總稱??山到馑芰鲜状纬霈F在20世紀60年代,經歷了與傳統塑料混合的發展階段,通過光熱條件和微生物酶反應降解階段。可降解塑料與傳統塑料(如聚乙烯、聚丙烯)混合的材料只能使傳統塑料更容易崩解成小碎片,對環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。
人們經常誤解可降解塑料可以在任何自然環境中降解。事實上,可降解塑料只有在進入特定環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,與土壤環境相比,海洋環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)總產量占國內生物可降解塑料總產量的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?根據清華大學環境學院現場調查和實證數據,近97%的可降解塑料在廢棄后被環衛系統焚燒和填埋,直接進入環境的比例約為3%,不到0.01%進入工業堆肥、厭氧消化等發酵降解階段。
研究表明,與傳統塑料相比,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境優勢,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構,但與傳統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塑料,綜合環境影響將明顯高于傳統塑料。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)用于生活消費領域,廢棄后進入廚余垃圾處理設施,是目前很多企業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,可有效利用可降解塑料轉化為肥料或氣體。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酵過程。大多數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,最終進入生物質發酵系統的剩余可降解塑料制品實際上不到5%。
清華大學現場調查顯示,與傳統塑料一樣,進入工業堆肥、厭氧發酵等生物質處理設施的可降解塑料大多被設備分類為雜質,無法進入最終的生物質降解發酵環節,無法實現其降解特性的環境優勢。
從回收環節來看,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有效分選。由于可降解塑料與傳統塑料的分類和回收無法實現,與可降解塑料混合的塑料回收產品的回收價值將降低20%以上。因此,大規模使用可降解塑料將其與現有的塑料回收系統混合是有害的,降低了塑料制品的回收效率。
產能過剩的趨勢已經出現了?
綜上所述,在使用可降解塑料時,如果不注意使用場景,大規模推廣使用,可能不僅不會產生環保效益,甚至與環保的初衷背道而馳,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品的成本遠高于傳統塑料,大部分廢棄后通過環衛清運系統焚燒填埋設施,沒有產生預期的環境效益。
根據清華大學對可降解塑料應用場景的預測,我國可降解塑料產能出現過剩趨勢。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,存在嚴重的結構矛盾。
在這方面,應科學評價可降解塑料品種及其相應的綜合環境影響和經濟,合理布局產業能力,重點關注場景應用研究,減少可降解塑料應用場景濫用和低效應用開發,使用可降解塑料產品到直接環境泄漏領域,確??山到馑芰袭a業的可持續健康發展。
例如,在農業領域,塑料薄膜的大規模使用將使傳統塑料泄漏到土壤或自然環境中,影響作物的生長。然而,目前國內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@樣一個直接的環境泄漏領域發揮作用。在容易產生環境泄漏的特定領域,可降解塑料比傳統塑料具有環保優勢。