可降解塑料在城鎮(zhèn)垃圾管理中何去何從

第第頁可降解塑料在城鎮(zhèn)垃圾管理中，何去何從？為解決塑料垃圾污染問題，越來越多的企業(yè)和政府部門將生物可降解塑料作為解決方案提出。然而，關(guān)于生物可降解塑料到底能多大程度上解決塑料污染問題，依然存在許多爭議：與生物可降解塑料相關(guān)的概念易讓人混淆，該類材料的標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，該類材料在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中不確定的可降解性能將帶來多種挑戰(zhàn)……

2023年底，挪威環(huán)境署發(fā)布一份關(guān)于生物基與生物可降解塑料的價(jià)值鏈評估報(bào)告，挪威是全球最早推行垃圾分類的國家之一，目前國內(nèi)塑料瓶的回收率高達(dá)97%，并實(shí)現(xiàn)對國內(nèi)75％人口的食物垃圾分類回收處理，在垃圾管理水平如此高的地方，生物可降解塑料的使用和處理情況如何呢？讓我們來看看這個(gè)報(bào)告的部分內(nèi)容：

01你能分得清它們嗎：生物塑料，生物基塑料，生物可降解塑料

生物塑料-所指的范圍相當(dāng)寬泛，它通常包括生物基塑料和生物可降解塑料。

生物基塑料-是全部或部分由來源于生物質(zhì)(包括植物、動物、海洋或林業(yè)材料)的生物產(chǎn)品所組成的聚合物，該概念強(qiáng)調(diào)材料來源，與材料是否可降解無關(guān)。

生物可降解塑料-是指可在微生物作用下最終可降解為水，二氧化碳和/或甲烷以及新的細(xì)胞生物質(zhì)的一種聚合物。在不同標(biāo)準(zhǔn)里的定義略有不同，一些定義（特別是ISO）僅僅指的是由微生物引起的化學(xué)變化，而在CEN（以及德國DIN）標(biāo)準(zhǔn)則指的是將物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸锎x產(chǎn)物，然后它們即可被微生物消耗。

不同標(biāo)準(zhǔn)中在定義生物可降解塑料時(shí)都有相應(yīng)的測試方法、標(biāo)準(zhǔn)和特定環(huán)境認(rèn)證對其做進(jìn)一步的描述。一些生物可降解的塑料可以在一個(gè)環(huán)境中很快地被生物降解，但在其他環(huán)境中不能被降解。因此，在談到生物可降解時(shí)，定義時(shí)間和環(huán)境非常重要。

可堆肥塑料-是指可在工業(yè)堆肥設(shè)施中能被生物降解，但不一定在家庭堆肥環(huán)境、海洋或任何其他自然環(huán)境中能被生物降解。

下圖為生物塑料類型及其原料來源：

由此可見，生物基塑料不都是生物可降解塑料，而生物可降解塑料中也有來源于石化基的材料。如下圖所示，只有C象限的塑料如PLA、PHA和淀粉共混物才是既是生物基又可生物降解的塑料。

生物基和生物可降解塑料示例

氧化可降解塑料/Oxo-degradablePlastics

需注意的是，氧化可降解塑料不應(yīng)跟本報(bào)告所提的生物可降解塑料混淆，它們通常被稱為“可氧化降解”或“可氧化可生物降解”塑料，這種材料是在傳統(tǒng)的塑料中，例如聚乙烯（PE），加入一種用于促進(jìn)它們分解和破碎的添加劑（這些添加劑通常是金屬鹽）。

然而，事實(shí)上在任何有意義的時(shí)間范圍內(nèi)，尤其是在海洋環(huán)境中，幾乎沒有證據(jù)表明“氧化可降解塑料”能完全生物降解。歐洲委Y會在2023年1月宣布“將啟動一項(xiàng)限制氧化降解塑料使用的提議”，2023年4月，歐洲議會通過了修訂后的《包裝和包裝廢物指令》，規(guī)定可氧化生物降解的塑料包裝不應(yīng)被視為生物可降解。

氧化降解塑料袋圖片來自網(wǎng)絡(luò)

02生物塑料的產(chǎn)量應(yīng)用在什么領(lǐng)域？

據(jù)生物塑料和生物合成物研究所（TheInstituteforBioplasticsandBiocomposites，IfBB）估計(jì)，生物基和/或可生物降解塑料的總份額約占全球塑料市場的6％。IfBB和歐洲生物塑料協(xié)會估計(jì)2023年的全球產(chǎn)能為205萬噸。

全球制作生物塑料原材料主要由10-15家大公司供應(yīng)，其中三分之一是石化公司，它們將其生產(chǎn)范圍擴(kuò)大到包括生物基材料。而生物塑料的生產(chǎn)主要由幾個(gè)行業(yè)大佬主導(dǎo)，著名的有TotalCorbion，Avantium，巴斯夫，Braskem，杜邦和Novamont。在不斷變化的市場中，這些生產(chǎn)者的生產(chǎn)地點(diǎn)和生產(chǎn)量也在迅速變化中。

生物可降解塑料和生物基塑料在相同年份但不同來源的的全球總產(chǎn)能，如圖所示，

2023、2023年生物基和生物可降解塑料的全球產(chǎn)量

2023年全球生物基、生物可降解塑料產(chǎn)品分布情況如下圖所示：

據(jù)估計(jì)，生物塑料中有58%用于塑料包裝，其中大部分材料應(yīng)用在食品垃圾袋和PET瓶中。

據(jù)歐洲生物塑料協(xié)會估計(jì)，未來五年，該全球產(chǎn)能將持續(xù)增長，其中生物可降解塑料的增長幅度最大。

數(shù)據(jù)顯示，亞洲是生產(chǎn)生物塑料的主要地區(qū)：

生物基及生物可降解塑料的全球區(qū)域產(chǎn)能及預(yù)測

03生物基生物降解的標(biāo)準(zhǔn)

在歐洲，關(guān)于生物基塑料中的生物基含量最低限度并沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但是，有第三方的認(rèn)證體系使制造商可以用標(biāo)簽來指明其中含量。最常用的兩種用于測試生物基材料水平的方法是歐洲標(biāo)準(zhǔn)CEN16137和米國標(biāo)準(zhǔn)（ASTM）D6866的測試方法。

相比而言，關(guān)于生物可降解塑料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證更加難以制定，因?yàn)橹贫ㄏ嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)所需考量的因素不在于材料本身的特性，而在于它所在不同環(huán)境中的表現(xiàn)。直到最近，唯一符合當(dāng)前國際生物降解標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境是工業(yè)堆肥和厭氧發(fā)酵，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室可以開發(fā)模擬工業(yè)堆肥和厭氧發(fā)酵設(shè)施環(huán)境的測試，塑料包裝需滿足的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1343215，而其他塑料制品需滿足的標(biāo)準(zhǔn)EN14995。然而，也有人對這些標(biāo)準(zhǔn)和測試方法持懷疑態(tài)度，因?yàn)槿藗冋J(rèn)為不可能準(zhǔn)確地模擬這些環(huán)境條件，即使是工業(yè)堆肥和厭氧發(fā)酵環(huán)境也會因地而異。

更有利于生物降解的環(huán)境等級

目前并沒有適用于海洋環(huán)境的生物降解國際標(biāo)準(zhǔn)。曾經(jīng)的米國ASTM海洋環(huán)境中可生物降解塑料標(biāo)準(zhǔn)-ASTMD708117-于2023年被撤銷，至今仍未被推出新標(biāo)準(zhǔn)。

歐洲用于生物可降解塑料的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

注：

1、土壤中塑料的需氧生物降解性的試驗(yàn)方法

2、廢水處理廠中塑料生物降解性的試驗(yàn)方法，用來代表淡水環(huán)境

3、測試閾值與EN13432相同

4、測試閾值與EN17033相同

04生產(chǎn)生物塑料需要用多少土地？

需注意的是，食品工業(yè)廢物可以用來替代制造生物塑料的許多原料，例如可可豆的外殼或小麥的殘?jiān)?。在土地使用上，歐洲生物塑料協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示2023年全球有0.016%的農(nóng)業(yè)用地用于種植生物塑料原料。而如果全球50%的塑料耗量，即超過1.5億噸塑料，使用可再生的生物塑料作為原料，則所需的耕地面積將為全球耕地的1.24%，相比而言，整個(gè)中國的耕地面積占全球耕地的7%。

05有些生物塑料可以回收，有些不可以！

塑料回收廠流水線圖片來自

生物基原料可用于生產(chǎn)常規(guī)塑料，如聚乙烯、聚丙烯和聚酯等，這類型的塑料都可被回收，并可以與同類的化石基塑料一起混合回收。由可口可樂公司開發(fā)的PlantBottleTM聚酯塑料瓶是一種完全可回收的瓶子，正是由石化基塑料和生物基塑料混合而成。有些生物基塑料，如聚乳酸，不能與任何傳統(tǒng)塑料一起回收。聚乳酸的回收在是可能的，然而這種回收還沒有商業(yè)化。

生物可降解塑料混入石化基塑料中會造成污染，從而降低回收物的質(zhì)量。因此，生物可降解塑料應(yīng)標(biāo)有將其如何丟棄的信息，例如：扔到不可回收的垃圾箱。

06可降解塑料在城鎮(zhèn)垃圾管理中將何去何從？

挪威國家75％的人口對其食物垃圾進(jìn)行分類收集，這些分類收集的食物垃圾34％將進(jìn)入堆肥設(shè)施，剩余部分的66％將被送往挪威各地的沼氣設(shè)施或出口到瑞典/丹麥。在挪威，目前能回收生物可降解塑料產(chǎn)品的體系非常有限。在大多數(shù)情況下，生物可降解塑料被送去焚燒廠進(jìn)行處理。

挪威的生物可降解塑料最終送往焚燒處置

挪威的垃圾管理系統(tǒng)中，處置生物降解塑料產(chǎn)品所面臨的挑戰(zhàn)：

1.生物可降解塑料與可回收塑料混合將污染回收物，降低質(zhì)量。研究表明，混合了2-10%的生物可降解塑料的回收物可能會造成問題。

2.根據(jù)EN13432有些產(chǎn)品被認(rèn)證為可堆肥，但在挪威，在15-20個(gè)接受食物垃圾的堆肥工廠中，只有3個(gè)堆肥廠將接受此類產(chǎn)品。雖然某些材料被認(rèn)證為可堆肥，但由于食物垃圾處理廠的垃圾處理時(shí)間和可堆肥塑料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)不一致，因此不能保證它們在挪威的堆肥廠和沼氣廠中降解。

3.將沼氣廠產(chǎn)出的發(fā)酵殘留物和堆肥中的養(yǎng)分播撒農(nóng)田中時(shí)，其中夾雜的塑料殘?jiān)赡軙斐赊r(nóng)業(yè)設(shè)備的機(jī)械故障。

4.挪威所有接收食物垃圾的沼氣廠和堆肥廠都有一個(gè)預(yù)處理，這個(gè)過程中將去除塑料物品以便在食物垃圾進(jìn)入工廠之前去除污染，不論它們是由可生物降解的或可堆肥的，或由化石資源制成