关于我国塑料包装材料环境无害化的思考

唐赛珍

进入21世纪以来，全球面临更严峻的环境和资源问题。其中，塑料包装材料与环境污染更受世界瞩目。目前全球每年塑料总产量已超过500 000kt，用于包装的塑料占整个市场的约30%。

塑料包装材料具有质轻、强度大、韧性好、阻隔性良、易成型加工，且加工过程中能耗和减排与传统包装材料（纸、金属、玻璃、陶瓷）比较明显减少，成本也较低，从而在包装领域获得了广泛应用。但塑料包装材料废弃物很难在自然环境中降解，随着用量不断增加，而对环境污染日益严重。一次性塑料包装，属于材料中“短寿命”的应用范畴，其废弃物有的成为城市固体废弃物（MSW）进入垃圾处理体系，有的成为被随意抛弃的垃圾，严重污染环境，特别是近年来出现的塑料包装材料对海洋的污染，严重危害水生动物的生命。面对这一现状，相关部门和社会的关注与日俱增。

1 我国塑料包装材料发展概况

1.1 发展概况

据有关资料显示，我国是全球最大的塑料生产和消费国之一，生产量和消费量占全球比例分别为25%和 15%。2020年我国塑料表观消费量为135 877kt。据国家统计局数据，2019—2020年全国塑料制品产量（行业汇总统计企业塑料制品的产量）分别为81 841.7kt和76 032.2kt，国内表观消费量分别为12 5005kt和90 877kt。其中塑料包装粗算20 000kt以上。

近年来，随着人们生活节奏的加快，一次性塑料包装如购物袋、保鲜膜（袋）、饮料瓶、食品容器、一次性餐饮具等等，发展十分迅速，特别是近年来物流电商包装、快递包装等的需求量迅速增加。据有关部门调查显示，我国快递业每年生产超过9 000kt的废纸和1 800kt的塑料垃圾。

另自巴西世界环境发展大会上通过的世界21世纪议程明确提出”可持续发展方针，要求经济和社会人口、资源、环境协调发展”后，世界各国纷纷出台有关塑料包装的治污政策。

1.2 相关政策

早在1995年10月，我国颁布了《中华人民共和国固体废弃物环境污染防治法》。2020年以来，一系列相关政策密集发布：

2020年1月，国家发展和改革委员会（以下简称“国家发改委“）和生态环境部联合发布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》；2020年4月，国家发改委组织起草了《禁止、限制生产、销售和使用的塑料制品目录（征求意见稿）》；2020年7月，国家发展和改革委员会（以下简称“国家发改委”）、生态环境部、工业和信息化部、住房城乡建设部、农业农村部、商务部、文化和旅游部、市场监管总局、供销合作总社等9部门联合印发《关于扎实推进塑料污染治理工作的通知》，2020年8月，国家市場监管总局、国家发改委、科技部、工业和信息化部、生态环境部、住房城乡建设部、商务部、邮政总局等9部门联合印发《关于加强快递绿色包装标准化工作的指导意见》；2020年8月底，商务部发布《关于进一步加强商务领域塑料污染治理工作的通知》；2021年9月国家发改委和生态环境部联合印发《“十四五”塑料污染治理行动方案》。

2 关于我国塑料包装材料环境无害化的思考

当前我国塑料包装工业正处在发展期，国内外市场潜力很大。在遵循可持续发展方针、大力要求工业与环境协调发展的今天，要使我国塑料包装工业持续顺利的发展，更好地满足社会需求。塑料包装环境无害化的问题引起了社会的极大关注，笔者拟就此问题进行初步探讨。

当前塑料包装材料环境无害化实质上包括以下3个主要措施：一是塑料包装材料的生产、应用从源头上减量（省资源化），减轻污染；二是使现有塑料包装材料在完成使用功能后，其废弃物资源化再利用，对环境无害或少害；三是开发新型环境适应性（无害化）的塑料包装材料，即可降解、可生物降解塑料包装材料。

2.1 减量 （省资源化）

减量（省资源化）是防患于未然，从源头抓起减少或抑制塑料废弃物的产生量，达到环境无害化的好方法。

①少用，即可用可不用的尽量不用或少用，或通过提高产品质量，增加功能，延长寿命，或一物多用，减少一次性塑料包装的消费量。

②减量，即在确保产品应用性能的前提下，通过改变原材料配方和产品结构和造型设计，使产品达到轻量化、薄壁化。

③对塑料废弃物通过压实、溶解、消泡等措施减少其体积。

④发展适量包装，抑制过剩包装。

以上做法不仅可减少原材料用量，同时也减少垃圾的产生量和体积，随之也节省生产、运输以及处理的能耗和成本，是治理环境污染，防患于未然的重要措施，也是从源头抓起根治塑料和环境污染问题的一个切实可行的好方法。

2.2 再资源化

再资源化是塑料废弃物回收资源化再利用，达到对环境无害或少害的重要措施。塑料废弃物回收再资源化利用不仅仅是一个技术问题，而更重要的是一个社会系统工程，必须建立从收集、分类收集、清洗，破碎、改性、造粒等有效回收体系，确保低价、高效、稳定的废弃物来源；以及再生塑料包装的生产、检验、销售等一整套社会系统工程，同时还涉及政策法规等社会因素的扶持与引导，是当前全球积极采用、确保国民经济可持续发展，经济、资源、环境相互协调的最有效措施。

塑料包装废弃物资源化利用技术包括以下5个方面。

2.2.1 循环利用技术

根据塑料包装品种和用途的不同，其寿命和使用周期有长有短，但70%以上使用周期在一年左右。其中相当一部分当其完成使用周期后，其材料性能并没有完全丧失，仍有较大的利用价值，可多次回收循环利用至生命周期终止时，才能成为无用的塑料垃圾，因此该技术应成为回收再利用的重点。

2.2.2 物理回收（材料再生利用）技术

塑料物理回收是历史最久、技术较成熟，采用最多的一门技术。主要包括收集、分选、清洗、粉碎、造粒、再成型加工等工序。我国已有30多年的生产史。由于国内尚未建立有效的回收体系，因此过去多年来主要是采用进口废塑料（主要是生产中的边角料，也夹杂生活垃圾）。2010-2015年每年进口废塑料8 000kt，生产的再生塑料降级使用。2017年国家出台了禁止进口塑料洋垃圾，许多废塑料加工厂被迫停产，有的转移到东南亚国家。近年来我国大力倡导垃圾分类回收体系。据中国物资再生协会再生塑料分会统计数据显示：2020年国内废塑料回收量达18 900kt，这无疑对废塑料材料再生利用提供了原料保证。

2.2.3 化学回收技术

化学回收技术包括热能回收单体或化学品技术、油化回收燃料技术。热能回收单体或化学品技术是采用化学手段：在酶的作用下，采用加温加压的方式，使塑料单体聚合物发生解聚反应，再经萃取、蒸馏等手段制得高纯度的化工原料或单体，其性能可与石油化工制得的塑料原料或单体相媲美，是塑料“闭合循环”最完美的狀态，不必再浪费宝贵的石油资源，也不必承受最高的环境代价。我国北京盈创再生资源有限公司通过深度清洗、深度净化开发的PET废弃瓶反馈式闭路循环利用的先进再生切片生产线，实现了我国塑料废弃物资源—产品—资源循环利用产业化最大突破。其工艺和产品已获美国FDA和欧洲LISD标准认证。

油化回收技术是值得关注的方向，但目前还有许多技术和经济问题有待解决。

2.2.4 焚烧发电及回收热能技术

塑料废弃物发热量高达33 488～37 674kJ/kg，比煤高，比重油略低。回收热能技术是将塑料废弃物用来焚烧发电，或将其粉碎成粒料用于高炉喷吹代替煤、油和焦碳，以及用于水泥回转炉替代煤炭，是世界各国包括我国处理一次性塑料废弃物重要措施之一，具有减量和无害化的效果。

固体燃料棒（RDF）技术是近年日本等国开发的以一次性塑料废弃物为原料代替煤碳作为燃料的新技术，也是值得重视的方向。其特点是可采用强制收集的不含氯化物的一次性塑料包装、日用品及地膜废弃物等，无需清洗，经粉碎后混配各种可燃垃圾（废纸、木屑、果壳、下水道污泥等）制得发热量20 930kJ/kg和粒度均匀的固态燃料棒，可替代煤炭用于发电和烧制水泥等。

2.2.5 堆肥化技术

工业化堆肥技术是一种喜氧且具一定温度的处理方法。生物降解塑料（BDP）废弃物与现代化堆肥相结合，被认为是治理环境污染、资源化再利用，回归自然环境的好方法。不但可减少垃圾填埋占用的大量土地资源，而且每吨BDP废弃物还可减少250kg的碳排放，同时其产品对由于受长期使用化肥导致农田土质老化、缺乏有机质的一种补充，BDP垃圾袋、堆肥袋也将迎来较大的市场。

目前堆肥化技术已逐步进入实用化进程，并进一步完善堆肥化设施及肥料分选和处理技术，通过鉴定与监测系统建立相应的质量标准，被认为是一个有发展潜力的回收利用技术。

对于上述各种回收利用技术的选择，必须根据各地塑料废弃物的材质、种类、数量、流向和垃圾处理方式以及环境、技术及经济因素综合平衡决定。

2.3 可降解塑料

开发新型环境适性（无害化）的塑料包装材料—可降解、可生物降解塑料包装材料，正成为治理一次性塑料包装环境无害化的主要发展方向之一。

降解塑料是塑料家族中带有功能性材料的一员，由于它在用前保留了普通塑料的特性，而在用后，在一定环境条件下具有可降解易被环境消纳的功能，适用于特定应用领域和某些塑料制品，如一次性包装材料和日用品、农用地膜、医用卫生材料等，这些产品受污染严重，不易回收或即使强制收集，不仅难度大且利用价值不大，效益甚微。因此采用可降解塑料可以使其在完成使用功能后，可在自然环境条件下降解，或在特定条件下较快的生物降解，回归自然循环，从而达到环境少害或无害化的目的。

我国可降解塑料的研发起始于20世纪70年代末，研发的品种有光降解塑料、热氧降解塑料、光/氧降解塑料、光/生物降解塑料（以上属部分降解）、水解降解塑料，生物基塑料、完全生物降解塑料等。当前进入市场的大部分降解塑料属部分性降解性塑料，尚不能快速降解和完全生物降解，但在一定环境条件下和经过一定周期内可达到形态变化，力学性能降低，分子量下降，经历了劣化、崩坏、碎裂、降解，最终成为碎片或碎末，随着时间推移，最终也能进入自然界循环（有资料称聚乙烯分子量下降至500以下可被微生物侵蚀）。

生物基塑料（BBP）是从原材料角度提出的概念，它包括可生物降解和非生物降解两大类。由于生物基塑料原料来源于可年年再生的资源，如淀粉、纤维素、大豆蛋白等以及各种衍生物，不仅可缓解不可再生、日趋枯竭的石油资源，同时其理论碳排放值等于植物生长过程中吸收的碳有助于碳中和的实现，还可减少二氧化碳（CO2）排放和减轻环境污染，从而备受世界瞩目，也成为我国研发创新的热点。据了解2019年我国生物基塑料产能达1 000kt以上，其中非降解生物基塑料占主流。前几年由于一度粮食较紧张且石油价格下跌，生物基塑料也备受质疑，认为对人类生存条件而言，粮食问题比能源问题更值得关注。特别是非生物降解的生物基塑料不能完全降解，从而生物基塑料发展势头减缓。近2年来，我国大力开发了非粮食如甘蔗渣、木薯、秸秆为原料的生物基塑料，从而可缓解对石油资源的过分依赖，对发展循环经济、低碳经济、绿色经济及塑料工业的可持续发展均有十分重要的意义。

生物降解塑料可在自然界（土、沙土）条件下或特定条件，如温度，湿度相适应的微生物以及工业化堆肥条件、厌氧消化条件或海水中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解成二氧化碳、水、甲烷以及新的生物质的一类塑料。因此生物降解塑料被认为是可作为石油资源的补充替代，减少对石油资源的依赖，有利于减少二氧化碳的排放，抑制温室效应，减轻环境污染，确保国民经济可持续发展的一类新型材料，特别它的开发和应用，有利于确保我国“双碳目标”的实施。

据资料报道，当前国外生物降解塑料的产能达1000kt以上，年增长率20%～30%。生物降解塑料主要有聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丁二酸己二酸丁二酯（PBSA）、聚对苯二甲酸乙二醇丁二酯（PBAT）、聚己内酯（PCL）、聚碳酸亚丙酯（PPC）、聚乙烯醇（PVA）、热塑性淀粉塑料以及它们的共混物等，均有10kt及100kt以上规模的生产线，目前正大力加强应用开发和功能细化。

我国生物降解塑料近年来发展很快，据不完全统计2019年已建成产能达500kt。其中PLA50kt/年，PBAT/PBS400kt/年，PPC20kt/年，PHA12kt/年。由于生物降解塑料价格高昂（高于普通塑料2～4倍），某些性能及工艺有待改善，尚处于小规模生产试销阶段和出口。目前我国正在以生物降解塑料为原料大力开发一次性塑料包装袋、快递包装袋、一次性餐饮具、地膜以及医用器材和卫生用品等。

进入2021年，随着治理环境的呼声日益高涨，相关政策、法规出台以及政府的支持扶植，出现了一波“生物降解塑料热”。目前，不少省市正在大力建设、扩建，未来几年预计将突破千万吨级别以上的生产规模。据广州生物降解材料研究院最新资料报道：我国当前BDP品种开发中，以PBAT和PLA为主，其中PBAT现有产能为380kt，2021年下半年还将有280kt产能即将投产，加上拟建项目规划产能将达15 000kt；PLA现有产能约150k t ，未来数月将有超400k t产能上线，加上拟建项目规划产能将达4 600kt。PBAT和PLA的产能约合计20 000kt，约占2019年我国塑料制品总产量的1/4，届时我国BDP产能和市场将成为全球之冠。

3 对BDP的思考与看法

3.1 对降解塑料的误解

可降解塑料是可环境降解塑料的简称，自20世纪70年代发展以来，经历了光降解—光/氧降解—光/生物降解-生物降解的发展历程。根据化工出版社出版的《材料大辞典》中关于“降解”一词的解释：聚合物在长时间储存或使用过程中，其聚合度由于热、光氧化、水解、生物作用、力学作用及超声波作用而降低的一种化学反应。

光降解、光/氧降解属于根据环境条件分类的一种类别，当前市场上把除生物降解外的降解统称为“伪降解”，把可降解等同于可生物降解，容易引起市场上认知的混乱，这一看法值得商榷。

3.2 BDP的开发与应用系统工程

当前我国BDP发展势头很猛，要使其产品有序健康迈向实用化进程，达到无害化和资源化的目标，除努力提高产品质量和大力降低成本外，必须有政府相应的政策法规引导和扶持，特别是应大力加强建立高效收集和分选管理工程体系以及增强全民的环保意识和资源意识，才可确保治理环境污染，资源化再利用以及经济可持续发展目标的实现。

3.3 上马BDP项目应全方位考虑

项目上马应从实际出发，围绕资源、技术、经济、环保、市场、价格，废弃物处理等多方因素，全方位进行技术经济评价。同时其产品开发应加强顶层设计，包括产品定位、功能细化、应用开发及跟踪研究等项工程系列，并进一步完善修订BDP定义、分类以及评价检测方法与标准体系。

3.4 BDP废弃物处理与工业化堆肥结合

工业化堆肥技术喜氧并需要一定的温度（30～50℃），生物质能较好的混合，降解速度更快，而且甲烷和二氧化碳的排放量更低。因此生物降解与堆肥化相结合被认为是有效治理环境污染及资源化再利用的最佳选择，不但可减少垃圾填埋占用的土地资源，其产品又可作为由于受长期使用化肥导致农田土质老化，缺乏有机质的一种补充。据报道，目前世界许多国家都把BDP与工业化堆肥相结合，作为BDP废弃物处理的首选；欧盟并把它列入包装废弃物法规中。据了解，我国当前堆肥设施中80%属厌氧堆肥，为获得较佳的堆肥效果，建议我国有关部门加强规划工业化堆肥设施的建设与之配合。

3.5 BDP的开发应用应考虑当地垃圾处理方法

据报道，我国发改委联合住建部发布的《十四五城镇生产垃圾分类和处理设施规划》中提出，到2025年底全国城市生活垃圾资源化利用率达60%左右，MSW以焚烧为主，约占65%。亦即焚烧将成为我国MSW减量化、无害化、资源化的主流手段。因此各地BDP品种选择开发中，除资源、技术、性能、成本等因素外，还应与当地处理方法相适应。另一方面如从废弃物处理以焚烧为主的视角出发，非生物降解的生物基塑料技术比较成熟，工艺比较稳定，性价比较接近普通塑料，易被市场接受，而且其废弃物有利于回收资源化再利用及焚烧发电和回收热能，同样具有减排、减轻污染、缓解资源矛盾的效果。据美国Cereplast资料报道；淀粉与PP各以百分之50% 比例共混的生物基塑料每吨可减排42%的CO2。因此在当前它也应是一个值得关注的产品方向。另外以甘蔗渣为原料的生物基PE、PET也是值得重视的产品发展方向。

3.6 评价BDP需考虑全生命周期

生物降解塑料的原料来自石油基和生物基两种，目前各国塑料工业对利用可再生资源作为石油机资源的替代研究方案方兴未艾。但市场实践经验显示，在发展过程中，资源替代方案也必须根据各地区具体情况进行具体分析。一个重要的结论是：无论石油或再生资源生产的产品，整个生命周期内，矿物燃烧能源平衡是可持续发展的关键因素，同时还必须充分考虑其经济和生态的可行性，即在将可再生资源投入使用前，必须对其生命周期内的环境亲和性、经济因素、社会影响，包括相关流程和处理方法进行评价。

BDP的研究与开发，无论从保护地球环境，减轻污染的实际角度，或从构筑节约和合理利用资源、开发取之不尽的可再生资源，发展低碳经济角度，还是从合成高分子学术研究角度都具有重要的意义，因此它的开发具有光辉美丽的前景，预期在不久的将来，将健康有序的迈向实用化进程。

4 结语

笔者认为，我们要科学合理地评价塑料包装，正确对待其废弃物带来的环境污染问题：

①严肃科学地认识塑料包装材料在国民经济发展中的作用，以及无可争辩的综合优越性。它作为现代化的新型包装材料，已获人们共识并在国民经济各部门的应用实践中发挥了节能、省料、减排的效果。

②塑料包装材料的生产、成型加工过程与其他包装材料比较是污染排放少、消耗低、效率高的过程；塑料質轻、强度高，易成型薄壁化、轻量化包装产品，从而可节约原料，减少垃圾和二氧化碳的排放量，并可以降低运输中的能耗。

塑料包装材料具有坚实、耐用的优点，其废弃物特别是一次性废弃物用后如不妥善处理，听任其随意丢弃，对环境的污染甚至危害是严重的。塑料包装材料行业和各相关部门应面对这个现实，树立环境意识，加强减量化、回收资源化再利用及发展 BDP/BBP综合治理，使塑料包装与环境协调发展。

③塑料包装材料大部分属热塑性塑料，其本身的特性表明了可回收再资源化的特点；塑料也是可降解的，老化便是降解的一种表征，只是较难降解，降解周期较长而已。但通过多年的实践，已充分显示塑料包装材料可回收利用的现实，即使是较难收集的一次性塑料包装废弃物，只要端正认识、政策引导、科技先行、管理到位、法规配合、标准护航，它也能再转化为材料或能量资源。

④任何塑料包装材质的废弃物对环境适性的评价不能凭直觉或常识，亦或是单从处理环节简单、片面地判断什么对环境有益或有害，对环境负荷影响若仅从其用后处理的难易程度进行评价是不科学、不合理的，因为环境问题是很复杂的，必须从产品的整个生命周期，即从原料开采、运输、制造、加工、流通、消费、废弃物处理等，从“摇篮到坟墓“全过程对资源、能源及环境的影响进行综合分析评价，才能对材料的环境适性获得公正合理的评价。

⑤在对待塑料包装废弃物处理和环境关系的问题上，不应不加分析采取一刀切的办法。而应根据各地塑料包装废弃物的资源状况和流向、处理技术的基本条件、经济合理性以及环境效益等不同情况区别对待、综合分析、多法并举。首先强调应少用，其次可用可不用的不用，或循环利用，或作为材料回收利用，或焚烧回收能量，或油化、汽化回收化学原料，或开发BBP、可降解塑料减轻污染，或生物降解塑料与堆肥化相结合……无论开发哪一种产品，其废弃物采用哪一种方法处理，只要对保护环境有利，对实现“双碳目标”有利，对可持续发展有利，都应予以支持和引导，让它们在市场中去竞争、完善和发展。

10.19599/j.issn.1008-892x.2021.06.003