助力“白色污染”治理 浅谈生物可降解塑料的现状与发展

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摘要：塑料做为20世界最伟大的发明之一，最近却饱受争议。在过去的50多年中， 留下70亿吨塑料垃圾。约有珠穆朗玛峰的4倍体量。更让人担忧的是这些垃圾会产生大量的塑料微粒，它们随着海水进入鱼虾等海产品体内，与海藻，食盐一起被人类食用，对人体形成巨大的健康危害。随着各国政策出台，生物可降解塑料也走向了大众视野，迈进了日常生活。

关键词：可降解 市场 现状 发展

一、 “白色污染”现状与解决方向

塑料给人类生活带来方便的同时，也给环境造成了很大的污染。据Our World in Data 数据统计，全球65年间生产的塑料仅有1.2%回收利用，大部分塑料经一次性使用后留在大自然中，一般需要200-700 年才能降解。大量塑料制品废弃物导致各类环境问题频出，严重危害到土壤、水体、动物及人类的健康安全。

近年来回收利用率虽然有所提升，但仅有10-15%，70%被丢弃，其余燃烧。针对此问题，各国纷纷寻找解决方案。

美国农业部率先在2002年提出各州必须制定生物可降解农用塑料使用计划，随后爱尔兰英国等相继推出限制使用一次性塑料制品的规定，纷纷建议民众减少使用不可降解一次性用品，同时鼓励塑料制品多次利用，加大回收力度，其中英国将在2022年4月对制造或进口可再生材料含量低于30%的塑料包装征收200英镑/吨的塑料税， 各国各厂家加大力度寻找解决方案，生物可降解塑料应运而生。

二、 生物可降解塑料概述

生物可降解是指一类由自然界存在细菌，霉菌，真菌和藻类等微生物的作用而引起降解，废弃后可被环境微生物完全分解，最终转化成二氧化碳和水的高分子材料。

可降解分为光降解，生物降解，光/生物降解，破坏性降解，根据降解后产物来看只有生物降解可以最终转化成水和二氧化碳。此文只针对生物可降解。

三、 生物可降解塑料的现状

（一）中国提出新版“限塑令”

2020年7月中国发改委等九部门发新版“限塑令”，海南作为先行试验区域，截止2021年底全国各省市基本已出台关于进一步加强塑料污染治理的实施意见，分别规划了2020年，2022年，2025年的截点目标，生物可降解塑料作为限塑令的解决方案之一受到多方关注。

（二）生物可降解材料种类多样

可降解塑料根据材料来源不同，分为生物基与石油基。顾名思义，生物基来源于生物（例如：玉米、甘蔗等生物），石油基来源则是石油（见表1）。特性不同，用途各异，其中PBAT、PLA性价比较高，性能上最为接近传统塑料，且全球已有多家公司顺利量产供应市场，同时PGA，PBS也有多家公司掌握量产技术，实施大规模量产指日可待，此文我们选取PLA聚乳酸作为分析主体。

（三）成本较高

目前可生物降解塑料是传统塑料的2-3倍，主要原因是供应吃紧。目前已具备量产能力的公司大多为国外企业，国内只有两家公司掌握量产技术，正在加紧增产中。后续随着国内企业供应量上涨，价格也会趋于合理并逐渐被市场认可。并且有越来越多的企业进行相关生产及应用研究。

（四）采取逐步代替策略

生物可降解塑料目前已经成功替代部分传统塑料的应用，想取代所有应用尚需攻克一些技术难题，各相关企业纷纷投入研发资源，国家及多地政府也制定了相应的帮扶方案，相信在不久的将来塑料垃圾都可以进行降解进入生态循环系统。来源于绿色回归土壤培育绿色，打造真正的全绿色生命周期产业。

四、 生物可降解塑料的应用发展

（一）替代现有的一次性塑料制品

我国每年废弃塑料总量在4200万吨，主要是包装、农业和生物医疗，其中包装占比最大为58%，预计2000万吨。农用地膜，不可降解塑料袋，一次性塑料餐具，一次性吸管，快递塑料包装袋编织袋胶带等已被列入“限塑令”清单，这些市场都将是推动生物可降解塑料发展的契机。

1. 快递带动包装袋

我国是塑料包装生产大国，市场规模超过2000 亿元，塑料包装在包装产业总产值中的比例已超过40%。受益于购物网络化的普及，2006-2019 年中国的快递业务量从10 亿件增长至超过600 亿件。2019 年全国快递业普通塑料袋薄膜质量占比达65%。其中包括了不可降解的塑料包装袋、塑料胶带、一次性塑料编织袋等，在2018 年的国家政策中，新《快递封装用品》标准中明确指出倡导使用生物降解材料。按照每个包装塑料袋20g 测算，2020 年可降解塑料在快递的空间约为70 万吨。

随着快递业务量的增加，市场上涨空间必将持续。目前一线城市例如：广州，北京，上海的中国邮政系统已率先制定计划减少并停止使用传统塑料制品，例如：胶带，塑料包装袋等，然后把成功案例复制到二三线城市进而到全国。与此同时，多家快递公司已着手评估生物可降解塑料制成的包装，例如：顺丰，京东，菜鸟等，相信未来到大家手上的快递全部拥有生物可降解功能，无论是回收利用或者掩埋，都不会对环境造成长期伤害。希望有更多的快递物流公司加入到生物可降解塑料包装的大军中

与此同时，各跨国企业也在研究可降解胶带，让我们期待3-5年之后市面上流通的快递包装全部可以可降解，来于自然，归于自然。

2. 外卖带动塑料餐具

随着各种外卖软件兴起，我国使用外卖服务的人越来越多，2018 年我国互联网餐饮外卖市场订单量达到110亿单，同比增长将近一倍。与此同时也带来了一次性餐具使用量的急速增加，例如塑料袋、塑料碗、塑料汤勺和塑料汤杯等。根据测算，每单外卖平均消耗3.5个餐盒，保守估计单个餐盒的重量在50g，那么每单外卖大约产生170g塑料垃圾，由此可以推算出2018整年共消耗一次性餐具塑料约180 万吨，考虑到外卖订单数量的强劲增长，未来外卖产生的一次性塑料餐具数量将十分巨大。

3. 可降解地膜有效组织土壤恶化 助力土地产出

传统塑料地膜难降解，“白色污染”问题亟待解决。在农业种植中地膜有着提高土壤温度的作用，同时可以为农作物生长保持水分，在幼苗时期防止害虫啃噬，我国自20世纪80年代从日本引进塑料农用地膜覆盖技术以来，在国内农业生产中得到了迅速推广，极大地提高了农作物产量，一度成为中国农业高产稳产的功臣之一。但传统地膜使用后，总有 20%左右的残膜无法回收，按照2017 年农膜产量268 万吨来计算，保守估计约有53 万吨塑料残留在土壤中。这些残余的塑料薄膜难以降解，会使得土壤含水量下降，削弱抗旱能力，引起次生盐渍化、板结且肥力下降，形成真正的“白色污染”，影响作物生长发育，造成土地减产，收入减少。据农业部调查，我国地膜残留量在70kg/hm2左右 ，严重的可达 160kg/hm2。当土壤中残留地膜含量在60kg/hm 2左右时，农作物产量呈减少趋势，其中玉米减产最为明显约 15%，小麦减产9%～16%，蔬菜减产 14.6%～59.2%。因此如何降低残余残膜对土壤及环境的影响成为农膜行业必须解决的严峻问题。

由于中国南北跨度广，各地土壤气候各不相同，农作物也差异较大，所以每个区域的农膜都要有针对性开发。如果能成功使用可降解地膜，废弃后的地膜在土壤中转换成二氧化碳和水，很大程度上阻止了土地恶化，为提高土地产量奠定了坚实的基础。

4. 一次性不可降解购物袋

对于不可降解塑料袋，发改委发布的《意见》对禁止限制使用不可降解塑料袋进行了时间规划。

在2020年底之前，以下区域禁止使用不可降解一次性塑料袋：直辖市、省会城市、计划单列市城市建成区内的商场、超市、药店、书店等公共场所以及所在地区的餐饮打包外卖服务，各类展会商业活动，根据生活常识我们假设对于商场、超市、药店、书店等消费场景，平均每人每周消费2.5个塑料袋，集贸市场每人每周消费2 个，单个可降解塑料袋5克，则居民在商场、超市、药店、书店等消费场景平均每人每年形成的可降解塑料市场约为0.5千克，各地区集贸市场需求量同上，根据政策推进指引，我们测算出在塑料袋消费端，对可降解塑料的需求达到13 万吨左右。

2022年底之前，禁止限制范围扩大至全部地级以上城市建成区和沿海地区县城建成区。

到2025年底，上述区域的集贸市场禁止使用不可降解塑料袋。鼓励有条件的地方，在城乡结合部、乡镇和农村地区集市等场所停止使用不可降解塑料袋。随着强制执行政策覆盖地区的扩大，以及覆盖的消费领域的增加，市场监管力度加强，可降解需求市场需求有望达到50 万吨。

但是国家政策规定的2020年节点已经到来，有的地方仍然可以看到传统塑料袋流通，所以，实施“限塑令”不但需要政策指引，大众配合，市场监管部门更应该制定方案保证白色污染治理计划顺利进行。

（二）纺织业新贵诞生

PLA聚乳酸经过特殊工艺被制成纤维，可以制成衣服，床品，家居，地毯等，由于具有透气，抗螨，自熄灭，被强制点燃不会产生黑烟等特征越来越受到关注。尤其对于一些公共场所的窗帘，地毯，墙布全部使用PLA纤维，如遇火灾发生会为人们创造更多的逃生机会。另外可以做成网，埋到沙漠中固沙，培育植物，随着植物长大，PLA网也会慢慢降解，即可培育绿色又不会为沙漠留下垃圾。另外在我们日常工作生活中使用的袋泡茶茶包也有相关应用。

随着技术的发展，PLA纤维将会开发出越来越多的应用。

（三）卫材新材料

一般来讲，卫材主要指尿不湿，卫生巾等相关产品，这类一次性产品使用完毕后通常的处理方式是跟随垃圾一起焚烧或掩埋，焚烧会带来大气污染，掩埋需要300-400年的时间进行降解，如果选择可降解的材料掩埋的土壤里，一年甚至半年的时间可以完全降解，极大的起到保护环境的作用。况且PLA纤维透气，亲肤，抗螨，不管对于婴幼儿或者成人使用体验升级都是件值得鼓励的事情。

（四）医疗

聚乳酸由于良好的生物相容性和生物可降解性，被美国食品药品管理局FDA在内多个国家监管机构批准可用于人体。

最早的时候聚乳酸的应用主要就在生物医疗领域，比如可吸收缝合线，骨科内固定材料，体内填充材料，牙科应用，组织工程支架，药物载体，和基因载体等等。花日馨通过改性研究改善支架的径向支撑性能，对聚乳酸在血管支架的应用提供了宝贵的建设性意见。

除体内使用外，口罩，防护服，医疗输送系统，3D生物打印等体外用品也正逐渐被PLA生物可降解塑料替代。例如口罩，在天气寒冷的时候，PLA口罩的透气性表现非常明显，呼吸的时候口罩内侧较少产生冷凝水，长时间佩戴不会对脸部皮肤造成过敏现象，使用体感非常舒服。另外，防护服等医疗废弃物可以进行降解处理，有效的控制医疗废弃物重新流入市场。

（五）各种可降解材料搭配 助力海水可降解

2004年，英国普利茅斯大学的汤普森等人在《科学》杂志上发表了关于海洋水和沉积物中塑料碎片的论文，首次提出了“微塑料”的概念，指的是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。实际上，微塑料的粒径范围从几微米到几毫米，是形状多样的非均匀塑料颗粒混合体，肉眼往往难以分辨，被形象地称为“海中的PM2.5”。目前每公斤海盐里约含600个塑料纤维和微粒。这些微塑料吸附污染物的能力超强，附带污染物的微塑料进入到海洋生物（例如鱼虾等）体内，被端上餐桌，一部分被排出体外，一部分留存在人体内，长时间或严重情况下会引发各种病变。

海水中的微塑料主要来源于以下几个方面： 化妆品内添加的微珠，废塑料崩解才生的微粒，来自化纤衣物的洗涤。

五.结束语

塑料这个20世纪最伟大的发明之一，将纳入新的成员，赋予它特定的使命。虽然生物可降解塑料现在存在成本偏高，部分技术瓶颈待突破，监管制度尚需完善等现状，但这是任何一个新兴材料，新兴产业兴盛的必经之路，随着国家政策的支持，资本市场的关注，研发生产技术的进步，相信生物可降解塑料将在塑料领域建造自己的新天地。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家发展和改革委员会，关于扎实推进塑料污染治理工作的通知，发改环资[2021]1146号

[2] 王华平，乌婧.纤维科普：生物基化学纤维[J].纺织科学研究，2021，（02）：58-61.

[3] 花日馨. 生物可降解聚乳酸支架径向支撑性能关键影响因素的实验研究[D].东南大学，2020.DOI：10.27014/d.cnki.gdnau.2020.000344.

作者简介：武尚尚 （1985.07-） 女，汉族，籍贯河北衡水，研究生，开发部研究员，从事光伏行业10年，现从事新事业开发，对外经济贸易大学国际商学院在职人员高级课程研修班学员。