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可生物降解塑料:一个需正确认识的概念新闻来源: 发布时间:2020-09-17 08:36:00 2019年4月,《Environmental Science & Technology》发表了英国普利茅斯大学的最新一项研究,指出部分标识为生物降解的塑料袋在不同自然环境条件下放置三年后仍可正常使用;所评估的氧降解或生物降解的塑料袋没有显示出比传统塑料袋更优良的降解效果。文章再度引发了人们对生物降解塑料作用的关注。而代表行业的欧洲生物塑料协会则质疑该项研究的科学性,并声称该研究误导了可生物降解塑料和可堆肥塑料的价值。 生物基塑料是生物降解塑料吗?
不一定!一些生物基塑料属于可生物降解塑料,另一些并不是。
生物基塑料(Biobased plastics)是指以淀粉等天然物质为基础在微生物作用下生产的塑料。用于生物基塑料合成的生物质可来源于玉米、甘蔗或纤维素等。
可生物降解塑料(Biodegradableplastics)是指在自然界条件下(如土壤、沙土、海水 等),或特定条件下(如堆肥化条件、厌氧消化条件或水性培养液等),由微生物作用 (如细菌、霉菌、真菌和藻类等)引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳、水、甲烷、矿化无机盐和新生物质的塑料。
由此可⻅,生物基塑料是基于材料成分来源(origin of material)来进行定义和划分;而可生物降解塑料则是从材料生命终结(end of life)的视⻆来进行归类。换句话说,100% 的生物基塑料可能是无法生物降解的,如生物基 -PET 和生物基 -PE,它们的化学结构与传统的石油基 PET 或 PET 并无区别;而部分传统石油基塑料则可以是生物降解的,如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)和聚己内酯(PCL)。 ▲ 生物基塑料和石油基塑料的类别以及其降解能力 可降解能被视为可生物降解吗?
不能!
塑料的降解(Plastic Degradation)是指受环境条件影响(温度、湿度、水分、氧气等)作用下,结构发生显著变化、性能丧失的过程。具体可分为机械降解、可生物降解、光降解、热氧降解和光氧降解等。
某种塑料是否会完全生物降解受多种因素影响,包括结晶度、添加剂、微生物、温度、湿度、环境pH值和时间⻓短等。在条件不具备情况下,许多降解塑料不仅无法实现完全的生物降解,还可能给环境和人体健康带来负面影响。如部分氧降解塑料(Oxo-degradable plastics)在添加剂作用下,仅是发生材料的碎裂,降解成肉眼看不⻅的塑料微粒。 ▲ 影响塑料降解的主要因素 可堆肥塑料=生物降解塑料? 不完全等同,可堆肥塑料属于生物降解塑料的一类。生物降解塑料还包括了可以厌氧方式实现生物降解的塑料。
可堆肥塑料(CompostablePlastics)是指塑料在堆肥条件下,通过微生物的作用,可在一定时间内转化成二氧化碳、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质,并且最后形成的堆肥重金属含量、毒性试验、残留碎片等应符合相关标准的规定。可堆肥塑料可进一步划分为工业堆肥和花园堆肥,现市场上的可堆肥塑料基本属于工业堆肥条件下的生物降解塑料。
因为可堆肥塑料属于有条件下的生物降解,因此,如果随意丢弃可堆肥塑料在自然环境中(如海水、泥土),这些塑料在自然环境中降解非常缓慢,并不能短时间内完全降解为二氧化碳和水等,其对环境的不良影响与传统塑料并无实质性的区别。此外,有研究指出,可生物降解塑料如混入到其他可回收塑料中,会降低回收材料的特性和性能。如聚乳酸中的淀粉可能会导致再生塑料制成的薄膜产生孔和斑点等劣变。 如何规范标识可生物降解塑料? 中国尚没有针对可生物降解塑料标识的强制性标准或规定。现相关的标准是 GB/T20197— 2006 的《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》,其中规定了降解塑料标识应该包含产品的主要原料和组成信息,塑料的降解类别或降解方式,以及标准号。GB/T 20197 标准对标识的要求并未涉及认可标识、降解评估标准号、是否可回收等信息。 https://news.un.org/zh/audio/2015/12/307262 2. Imogen E. etal. Environmental Deterioration of Biodegradable,oxo-biodegradable,compostable, and Conventional Plastic Carrier Bags in theSea, Soil,andOpen-Air Over a 3 Year Period. Environ. Sci. Technol. [J]. 2019,53:4775−4783. 3. 王贵恒.高分子材料成型加工原理[M].北京:化学工业出版社,1991. 4. Vert, M. etal.. Terminology for bio-related polymers and applications. PureAppl Chem. [J].2012,84:377-410. 5. Ammala, A.et al.. “An overview of degradableand biodegradable polyolefins.” Prog PolymSci. [J].2011,36:1015-1049. 6. Mohee R, et.al.Determining biodegradability of plastic materials undercontrolled and naturalcomposting environments. Waste Manag. [J]. 2007,27:1486–1493. 7. HarrisonJP,BoardmanC,et al. Biodegradability standards for carrier bags andplastic films in aquaticenvironments: a critical review. R.Soc.opensci.[J].2018,5:171792,http://dx.doi.org/10.1098/rsos.171792 8. GB/T 20197-2006. 降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求[S]
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