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　　汪軍博士中國合成樹脂協會塑料循環利用分會(CPRRA)技術副會長、中國塑料可持續發展協會(CSPA)秘書長、美國塑料回收協會(APR)PET技術委員會、聚烯烴技術委員會、硬材料包裝委員會及膜材料委員會成員)、曾任歐洲塑料回收協會(PRE/RECYCLASS)PET，聚烯烴和膜回收再生三個技術委員會委員
 

　　塑料污染現在己經成為關注的一個環境問題，問題主要表現在：
 

　　1.大規模塑料垃圾在河道、海洋及陸地上的堆積對人們造成的強烈視覺沖擊；
 

　　2.塑料垃圾對生態環境中動物造成的纏繞及誤食的危害；
 

　　3. 流入地球水源后破碎的微塑料對動物和人類的潛在危害。
 

　　塑料污染的產生與其大規模的使用密不可分。尤其上世紀60年代開始，塑料由于其成本低廉，性能優良而被廣泛應用于一次性包裝和使用材料，人們漸進放棄了重復使用物品的生活習慣而越來越多開始了制造-使用-拋棄的方便模式。雖然從上世界70年代末開始塑料使用后的拋棄問題就已經被提出來，因為拋棄到環境中的塑料一般不會自動消失，它的降解要幾百至上千年。于是一些有識之士和環保組織就提出了用后塑料何處去的問題。但由于當時的廢棄塑料對環境造成的污染嚴重程度尚未顯現，再加上塑料生產企業對社會廣泛宣傳塑料是可回收的，所以塑料污染環境的問題沒有被認真地提上議事日程。在塑料廣泛使用的半個多世紀的今天，塑料污染漸漸成為一個必須迫切解決的環境和社會問題。一直以來如何解決塑料污染問題就存在于兩大不同的方案，工業界傾向于走回收再生之路，而學術界更愿意推薦塑料降解。
 

　　回收再生著重的是資源的再利用，就是把使用后的廢塑料再收集起來，按不同塑料進行分選，然后是清洗去除雜質，再重新做成塑料粒子加工成塑料制品。這一部分工作一般是回收再生企業以利益為前提自愿開展的，其產業鏈也為國內眾多的拾荒者提供了一個收入來源。當然由于塑料的回收再生是以經濟利益為目的的，整個塑料回收行業并沒有組織起來統籌規劃，所以目前的塑料再生行業并沒有全部解決塑料污染問題，結果是廢塑料中價值高的較容易回收再生的部分被回收了，那些低價值難回收的廢塑料仍然被拋棄了，而且廢塑料的加工生產對環境也產生了一定程度的二次污染, 人們逐漸意識到這種回收再生并不能徹底解決塑料污染問題，于是對另一條解決方案(即生物降解塑料)的思考逐漸開始熱起來，并且在面對當今大規模塑料垃圾污染的緊迫情況下，人們對生物降解塑料寄予了太多的期望，有些病急亂投*的趨勢。
 

　　那么讓我們先冷靜下來，仔細思考一下大力發展生物降解塑料真的能解決塑料污染問題嗎?要回答這個問題，讓我們先分析一下塑料污染的本質，生物降解塑料的本質，并結合國內外在治理塑料污染方面已經取得的經驗和共識探究一下什么是真正解決塑料污染的實際可行的方法。
 

　　1、我們面對的塑料污染問題到底是什么，是不可降解嗎？
 

　　談到塑料污染，人們自然就聯想到太平洋垃圾帶，有兩個德克薩斯州的大小，還有被魚網纏繞的海龜，海灘上腐爛的海鳥尸體內滿胃的塑料碎片，陸地上河流里充斥的骯臟的塑料廢棄物和在里面玩耍的孩童。整個媒體向人們展示了一個不爭的事實，現在人類和生態環境正面臨著嚴重的塑料污染的危害，再不治理我們賴以生存的自然將被無法挽回地破壞。問題已經存在，人們必須行動，但是人們對問題的思考卻不夠深入。
 

　　一個普遍的觀點是簡單地把問題歸結為塑料的存在，歸結為它的不可降解性，那么我們有沒有深刻地想一下材料的不可降解性必然導致它污染環境嗎？塑料并不是人們使用的唯一一個不可降解的材料，也不是第一個。玻璃和鋁都是不可降解的材料，人們使用這兩類材料都比塑料早，但它們并沒有污染環境。那么比較塑料和玻璃、鋁，為什么塑料成為了污染環境的罪魁禍首呢？這主要與它的較大的使用量和用后的不妥善處理相關。
 

　　塑料自從上世紀50年代開始大規模生產以來，由于它性能優良，易于加工，用途廣泛再加上它重量輕盈，價格低廉，塑料的使用量很快就逐年穩步上升。到2017年已生產出的塑料總量達到了83億噸，遠遠超過了玻璃和鋁，而且這種趨勢還在繼續擴大，2019年的塑料產量3.68億噸，是玻璃產量的約2倍，鋁產量的約6倍，即便不考慮密度因素(玻璃和鋁的密度是塑料的2.5倍左右)，產出塑料的重量大大超過了玻璃和鋁。另外，由于塑料的價低質輕，它被廣泛用在了一次性使用的應用領域，如包裝瓶、吸管、餐具等，這樣就產生了大量的廢塑料。現階段塑料的回收量只在9-12%，國內回收率達20-25%，大量沒有被回收的塑料泄漏到了環境中造成了污染。另外由于塑料的性能(如強度高密度小)和產品形式(如中空瓶及膜產品)，大部分拋棄的塑料漂浮在環境中不易物理破碎，所以極易被人們看見。相反玻璃和鋁大部分用于耐久應用，即便用于一次性應用(如包裝瓶/罐)它們的回收率也遠比塑料回收要高，這就使得泄漏到環境中的玻璃和鋁遠遠低于塑料，許多泄漏的產品也由于它密度較重而沉入水體或陷入土中，環境影響大大降低。
 

　　通過上面對塑料與玻璃、鋁三種不可降解材料的對比我們可以看到，不可降解性并不是造成環境污染的主要因素。塑料環境污染的主要原因是它的大范圍和規模的環境泄漏，當此量超過環境可以承受的限度時，塑料對生態的危害就體現出來;而造成塑料泄漏的主要原因是塑料的巨大使用量，不當的應用(如一次性應用)和塑料回收率的低下。從解決這三個因素入手，上已達成共識的解決塑料污染的方案包括: 減少塑料使用（Reduce），重復使用塑料產品而減少廢棄塑料的產生（Reuse）和回收再生廢棄塑料（Recycle）- 即 3R。這是解決塑料泄漏污染的優選方法。國內目前積極推行的禁止一次性塑料用品，鼓勵重復使用就是實現前兩個R的具體措施。
 

　　2、什么是可生物降解？什么是可生物降價塑料? 我們是在說同一個概念嗎?
 

　　人類發明塑料后開啟了自己合成制造材料來滿足各類應用需求新時代，對自然材料的依賴大為減少，而且塑料的性能可以根據應用的要求進行人工設計，人類對自己生活的掌控力一下提升了許多，許多新的生活模式隨著塑料的廣泛應用而出現，如使用一次性塑料制品和用塑料包裝絕大多數的產品。 然而當使用后的塑料堆積在環境中無法消除的時候，人們開始嘗到了無限度使用塑料的苦果。于是又把目光看向了天然材料，不是為了重新使用天然材料，而是看自然界是如何消化它自己的產物的，如樹木，野草。春夏秋冬植物發芽、生長、成熟、凋零，在它們生命周期結束后大自然很好地降解了它們，天然材料沒有在環境堆積和造成危害。于是，人們想到了一個簡單而樸素的概念 - 如果人造塑料可以生物降解，那么塑料污染的問題不就解決了嗎？的確這是一個理想的解決方案，人類繼續收獲塑料帶來的所有紅利，大自然通過生物降解去解決塑料污染的問題。但是這個理想能實現嗎？人造塑料有可能具有和天然材料一樣的生物降解性嗎? 在可預見的未來，這種塑料真有可能被開發出來嗎？
 

　　讓我們首先深入了解一下天然產物--纖維素、淀粉、蛋白質等的降解本質和特性。首先這些天然材料是由糖、氨基酸等聚合而成，自然界經過億萬年的進化，演變出了以這些天然產物為食的動物和微生物，這些動物、微生物可以分解出降解天然材料的酶并可以食用消化這些材料，通過新陳代謝終將它們轉化為水、二氧化碳及排泄物，這三類產物又都可以被植物再吸收利用，從而實現一個自然界的物質循環，這是天然材料的食物性。也正是這個食物性，天然材料對環境是無害的。 第二，以天然材料為食的動物/微生物群是無處不在的，它們在任何地里位置任何氣候條件下都可以消化天然材料，例如樹葉不管在赤道還是南極，不管在陸地還是海洋，它都會降解， 所以天然材料的生物降解性具有普遍性。第三，更為神奇的是這些天然材料的生物降解具有一個“開關”機制，在它作為材料需要滿足其功能的時候—如樹木中的纖維素/木質素作為支撐的機械功能，樹葉實施光合作用的化學功能等時，這些天然材料的可生物降解不會發生或其程度不會影響材料性能的發揮; 而當樹木死亡或樹葉掉落后，它們的生物降解機關就被打開，經過一定的時間，這些死亡的物質就會被降解消失。
 

　　比較上面天然材料的三個本質特性，即是生物降解的食物性，普遍降解性和降解的開關性,現在的“可生物降解”塑料就是一個非常不成熟的東西，或者說絕大多數時候是一個偽概念。首先，絕大部分人工合成的塑料不是自然界進化生成的。自然界不知道如何有效處理它們，它們不能廣泛作為動物、微生物的食物而被普遍地消化。它們的降解往往是依賴一些化學斷鏈機制，如酯鍵的水解，碳碳鍵的氧化自由基斷裂等，滿足這種化學斷鏈的條件不是普遍存在的。
 

　　許多被認為是可降解的塑料都只是滿足了某一特定條件才降解，而條件不滿足的話，它一般不會如人們期待地降解。例如聚乳酸是目前產量大的一類可降解塑料，其可降解性是只有在工業堆肥環境下才能實現，在其他環境中聚乳酸并不會很快降解。另外一個降解塑料的實際難題就是這個概念本身存在一個悖論—降解塑料作為材料需要使用過程中能大限度的實現其各種功能化要求，如易于熱成型加工，具有所需求的強度和耐久性; 而在其使用后又要盡快降解消失。這個既耐久又降解的矛盾的要求對于剛剛發展了一百多年的人工合成塑料來說就是一個無法實現的難題。
 

　　人類還沒有聰明到發明一種開關將塑料的性能表現分為兩段: 使用時它只體現出其性能穩定性，使用后它就開啟降解模式而消失。當今一些’聰明人’在此悖論下炒作起了偽概念，他們要么在可降解上做文章，要么在滿足功能性上做文章，結果是一些遠離我們初生物降解塑料概念的偽產品不斷出現，為造成環境污染埋下了更大的隱患。如果讓這種偽概念產品野蠻生長，中國自然環境的污染會比現在會更加嚴峻，因為這些不能完全在自然環境中降解卻比普通塑料更易于碎片化的塑料如果大規模泄漏到環境中造成危害，人們就是想再回收它們也是不可能了。
 

　　3、生物降解塑料能解決塑料環境污染的問題嗎？應該優先考慮發展生物降解塑料嗎？
 

　　在方法論層面，處理塑料污染有兩條路。一是通過閉環設計人類把生產的塑料盡可能封閉在循環里，自己解決自己是產生的廢棄物；二是人類把處理廢棄塑料的責任交給自然，希望環境來消化人類廢塑料。降解塑料是傾向于走第二條路的。必須承認，如果在技術上人類可以開發出一種和天然材料具有一樣降解特性的塑料，即此塑料既能在使用時滿足所有的性能要術，在使用廢棄后又可以生物降解，而且這種生物降解是在此廢塑料可能進入的任何環境里進行，并在一定的短時間內(半年至數年)完成，在整個降解過程及降解完成后對生態環境沒有造成危害，那么推廣這種生物降解塑料不失為一條解決塑料污染的良好方案。這時我們仍需要考慮自然環境對這類降解塑料是否有無限的承受能力，如果現有規模的塑料量全部轉化為此理想生物降解塑料會有什么負面結果出現？一個顯而易見的后果是資源的浪費。
 

　　塑料是經過許多復雜步驟制成的一種人工材料，每一步都投入了成本，為塑料注入了價值，如果它在一次使用后就生物降解，它的內在價值就沒有得到大化使用；第二個負面后果就是碳排放的增加，把塑料降解就是把它的高分子鏈斷裂，通過化學和生物方法將其轉化為水，二氧化碳(或甲烷)和有機廢料，二氧化碳(或甲烷)就被排放到了自然環境中，這些釋放出的碳排放在其它塑料污染治理手段，如循環回收再生等，是保留在塑料中不被釋放出來的; 第三個后果是塑料污染可能的短期加劇現象，尤其是在國內現有條件下，如果生物降解塑料沒有被收集處理而是進入環境，它不會立刻消失，它的降解需要一段時間，當降解速度趕不上拋棄速度的情況下，塑料污染會可以預見地增加，直到一個新的平衡的達到。
 

　　回到現實，上面所說的理想的生物降解塑料還沒有被開發出來，現有的生物降解塑料都或多或少地存在局限性，這些局限性會帶來如下更多的負面后果。一是由于絕大多數生物降解塑料只在特定條件下才能達到降解的時間和程度的要求，一般是半年到兩年，90%以上的降解程度。一但它落入到不能滿足其降解條件環境中，它并不會很快降解完全。這時那些普通塑料給環境帶來的所有危害，這些降解塑料都會帶來，如纏繞毒害海洋生物，陸地白色污染等等。二是由于降解塑料具有一定的降解性，它在自然環境中更容易碎化粉化成為微塑料對整個食物鏈(包括人類)帶來潛在危害。第三個可能的風是現在的自然界并不知道如何大規模消化人工塑料，這些人造降解塑料需由一些特殊的微生物處理消化，如果在環境中投入大量這類可降解塑料就會人為擴大這一微生物種群的滋生，有可能造成新的生態不平衡。
 

　　我們應該認識到任何人工塑料在量小的時候我們往往都只看到它的正面功能性而忽略它的環境風險性。上世紀50年代塑料剛剛大規模生產應用的時候，它是一個讓人充滿期待和遐想的十分正面的人類創造，剛剛一個甲子下來人們對它的認識就幾乎顛倒了。反思一下這里的經驗教訓，我們要認真考慮一下這種讓自然去處理人類廢棄物的路線是不是明智。與自然相比人類是渺小的，我們可以把我們的廢物丟給環境，自然會進化出一條路線來解決它們，只不過自然需要通過不斷試錯來達到它的解決方案，這將是一漫長的過程，人類在此試錯過程中會存活下來嗎？相對于這么一個風險，人類選擇自己控制解決自己的污染問題，盡量少地給自然增加負擔是不是一個更明智的選擇？
 

　　人類在探索開發生物降解塑料時必須模仿自然處理物質的大循環那樣構建塑料材料的小循環，這里僅僅以開發出新的生物降解塑料為目的是遠遠不夠的，必須針對這些塑料的降解條件，建立實現其降解的的基礎設施，同時健全降解塑料的回收途徑，開發降解終端產物的資源利用。沒有這些配套的解決方案，一味強調發展使用生物降解塑料是不負責任的，人類不應該把自己創造的廢物甩手交給環境處理。
 

　　國外的經驗值得我們學習。不管是美國、歐盟、日本、澳洲等政府還是環保機構，如艾倫麥克阿瑟基金，聯合國環境署等，對于生物降解塑料發展推廣都是持謹慎的態度，主要包括：
 

　　確保塑料生物降解的真實性，需要詳細的數據支持，不僅僅是實驗室數據支持，更主要的是模擬真實環境和實際環境下的降解數據支持，杜絕虛假綠色宣傳 (Greenwash)
 

　　降解塑料只應用在環保優勢明確且沒有其它更好解決方案的的應用領域才考慮使用
 

　　生物降解塑料的推廣是個系統工程，不僅僅是材料的生產，還必須建立閉環，包括建設此材料的回收處理的基礎設施，如堆肥場，及降解產物的綜合利用
 

　　避免因使用可降解塑料而誤導人們增加用后拋棄 (Littering)
 

　　4、解決塑料污染路在何方？回收再生還是生物降解?
 

　　當前治理塑料污染己經是各國迫在眉睫需要解決的問題。作為塑料和再生塑料生產和使用的第一大國。中國面臨的壓力尤為巨大。2018年以前， 我們處理了世界50%以上的塑料垃圾 (這點世界應該感謝中國),從中獲取了資源.，一方面國內經濟得到了發展，另一方面國內自然環境也因此受到嚴重破壞，中國目前急需找到一個治理塑料污染的正確方案，不應該再成為世界治理塑料污染的試錯場。
 

　　治理塑料污染需要走塑料循環經濟的道路這已是的公識，這里的循環概念包含著不同層次的資源再利用，各層次具有不同程度的環保優勢。第一個層次是資源減量(Reduce)和重復(Reuse)使用，以減少廢棄塑料的生產使用，這部分對塑料的資源利用率高，對環境的污染小。對于不可避免要產生的塑料廢料，第二個層次是材料的循環(Recycle)，包括塑料的物理和化學循環，走的是塑料到塑料的循環路線。這里面廢塑料被收集后通過加工重新成為塑料再次使用。第三個層次是碳循環，其中廢塑料被回收后經過熱裂解成為化工原料，或經生物降解成為水、二氧化碳和生物廢物，化工原料可再生產成為各種產品，生物降解產品如堆肥，沼氣等被再資源利用。第四個層次的循環是能源的再利用，即廢塑料經焚燒生產熱能。上面四個層次都把塑料回收并對塑料資源采取了不同程度的再利用，第五個層次的廢塑料處理方法是填埋，雖然填埋對廢塑料沒有進行資源再利用，但是它控制了塑料的泄漏，避免了廢塑料對環境造成污染。在此之下是塑料處理的壞途徑 - 塑料的環境泄漏，包括廢塑料的有意拋棄和非故意的泄漏。
 

　　從上面的廢塑料處理層次上看，塑料的回收再生利用(材料循環)是在使用生物降解塑料(碳循環)之上的，這兩個措施是有先后順序而且是互補的。二者在具體實施上也是相似的，即都需要建設閉環，要建設回收和處理用后廢塑料的基礎設施。對于一個廢塑料，我們應優先考慮其材料循環，對其進行回收再生利用。如果對于某些應用，如果采用材料回收在實際操作上有難以克服的困難，比如一些被食品高度污染無法清洗的塑料制品。使用可生物降解的塑料使其能與食物殘渣一起在厭氧發酵場(國內主流)或堆肥場(主要在國外)進行生物降解以回收沼氣及土壤營養物質不失為一個可行的解決方案。但生物降解塑料絕不是一個替代塑料回收再生的方法，它只是一個補充。
 

　　使用生物降解材料也需要建設它們的收集處理設施，這和和建立塑料塑料回收再生閉環是一樣的，其目的就是避免塑料廢料泄漏到環境中污染環境，因為在現有的技術水平下不管塑料是不是可生物降解，它泄漏到環境就會污染環境，程度不同而已。
 

　　國內現在這種盲目發展生物塑料的開發和生產，而不系統地配套建設收集處理生物降解廢塑料的基礎設施，只會導致更多的塑料泄漏到自然界，而且現在的生物降解塑料是肯定達不到自然材料的生物降解的水平 –食物源性/無害性，普遍性/無條件性 –它在環境中的聚集會造成比普通塑料更大的危害，時間會證明這點。我們不需要也經不起在廢塑料處理上再經過一次大規模的試錯。
 

　　現在國內所有在推廣的生物降解塑料，不管是PLA, PHA, PBS, PBAT等等，都不是國內首創，而且它們在國外都不是剛剛出現，如果它們真的有國內一些人想象或鼓吹得那么好，為什么我們沒有看到他們在國外大規模地應用?為什么西方國家對生物降解塑料一致地采取了謹慎的態度?
 

　　相反國外對塑料回收再生普遍持積極態度，大部分歐美發達國家都制定了提升塑料回收再生的政策，絕大部分化企業也制定了塑料產品達到100%可回收性和在產品中使用再生塑料的公開承諾。拋開國外經驗不談，中國是塑料回收再生做得大，積累的經驗足，在這個塑料領域我們有基礎，有實力，也有許多好的技術和點子，我們如果在觀念上對塑料回收再生做些引導，把塑料再生與治理環境污染與國家大政方針相結合，相信中國在不久的將來會向全世界給出治理塑料污染的自己的答案，而不是去炒生物降解塑料這個國外的冷飯。