農業、漁業、醫藥業、生活消費……生物可降解塑料應用場景大剖析

2022-08-30 07:00

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

6月1日起，關于生物可降解塑料的兩項推薦性國家標準《生物降解塑料與制品降解性能及標識要求》和《生物降解飲用吸管》開始實施，或將推動生物可降解塑料市場加速發展。

自2020年限塑令頒布以來，資本紛紛入局生物可降解塑料市場，需求和產能均迎來大幅增長。北京工商大學高分子化學教授翁云宣預測，到2025年，中國兩種主要的生物可降解塑料品種PBAT、PLA年產能將從2020年的約30萬噸和10萬噸，增長至700萬噸左右和100萬噸以上，達到全球產能三分之二以上。

生物可降解塑料走出工廠后，將進入人們的日常生活，也將在農業、漁業、醫藥業被廣泛運用。然而，生物可降解塑料是否適用于這些場景？能否在這些場景中得到真正的“降解”？是否會給環境帶來新的負擔？對這些問題的回答，正是科學應用生物可降解塑料，確保環境政策能被真正落實、讓環境保護不淪為空談的關鍵。

接下來，讓我們一一探討生物可降解塑料在不同場景的的應用前景。

農業：生物可降解塑料最具潛力的應用場景

農用地膜是我國生物可降解塑料最具潛力的市場之一。農用地膜是應用于農業生產的塑料薄膜，主要在播種時期用于給作物保濕、保溫，也能起到防蟲、防病害的作用。根據《中國農村統計年鑒》，2020年我國農用地膜覆蓋面積達1738.68萬公頃，農用地膜使用量達135.7萬噸。

農用地膜的需求量和使用量巨大，使用范圍廣泛，這給農民帶來了良好的經濟效益，卻也給環境帶來了嚴重的污染問題。由于農用地膜具有易破碎，難撿拾的特性，機械回收效率低，加工利用成本高，因此農民對于回收農膜積極性較低，這導致廢舊農膜回收加工利用的難度很大。

傳統地膜通常由聚乙烯化合物（PE）制成，該材料在自然條件下難以降解，能在土壤中存留200至400年，這導致土壤中有大量殘留的地膜碎片。有研究團隊指出，當前國內地膜使用總量的25%難以回收，合計約50萬噸。

耕地土壤中的殘膜量不斷增加會使土壤環境惡化，土壤含水量下降，板結且肥力下降。殘留地膜還會在土壤中可釋放出無機污染物和有機污染物，對土壤性質和農作物的生長造成影響，并通過食物鏈進入人體、危害健康，加劇環境和健康風險。

為解決殘膜污染土壤的問題，生物可降解塑料可以成為替代傳統PE地膜的選擇之一，它與普通地膜一樣，都具有增溫、保水和保墑效果，能減少農肥和水的用量。同時，生物可降解地膜能自行降解，無需農民費時費力回收處理，可以直接進行下一季的耕作。

目前，我國市面上已經出現了多種類型的可降解地膜，包括聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚丙烯酸丁酯（PBA）、聚對苯二甲酸一己二酸丁二醇酯（PBAT）、聚己內酯（PCL）在內的降解聚酯類材料。PLA材質價格較高，PBAT和PBS材質價格相對較低，后兩者是當前應用較多的可降解地膜材料。

和傳統地膜相比，生物可降解地膜的成本依然較高，因此仍需要政府力量去推動其大規模使用。2019年農業農村部發的《六部委關于加快推進農用地膜污染防治的意見》提出，接下來，要“完善可降解地膜評價認證和降解產物檢測評估體系，加強可降解地膜產品操作性、功能性、可控性等的農田適宜性評價，開展新產品的對比試驗，進一步降低產品成本，在符合標準基礎上開展可降解地膜示范推廣 ”。

值得注意的是，生物可降解塑料雖然具有可降解的明顯優勢，卻也可能對環境存在潛在負面影響。有研究指出，生產可生物降解地膜和生產傳統地膜的加工技術相同，雖然有生產商會使用低毒性的可生物降解添加劑來取代油性、合成添加劑，但通常更多人用到的添加劑仍與傳統地膜所使用的類似。當可生物降解地膜完全進入到農業土壤中，其含有的所有物質都會被釋放到土壤中，并與土壤中的天然微生物以及農耕的植物進行直接的接觸，造成潛在污染。因此，在大面積推廣可降解塑料之前，還需要進一步對可生物降解地膜進行生態毒性的評估。

漁業：目前仍被忽視的領域

《2021年中國海洋生態環境狀況公報》指出，塑料是我國海洋垃圾的主要類型。在海面漂浮垃圾、海灘垃圾和海底垃圾中，塑料垃圾分別占92.9%、75.9%和83.3%，塑料類垃圾主要為塑料繩、塑料碎片、泡沫和塑料袋等。這些塑料垃圾中，除了河流和陸地泄漏的垃圾之外，也有漁業工作和漁民生活泄漏的塑料垃圾。

研究發現，丟棄量較大的漁業作業塑料垃圾包括損壞或廢棄的漁網具、廢棄泡沫浮具、箱板等，這些塑料垃圾的產生主要發生在海洋捕撈拖網、張網和流刺網等作業以及海水網箱養殖過程中。

通常來說，由于網具價值較高，漁民會盡力打撈上船修補后再用、或賣給回收機構處理，但仍有少部分網具因遇到障礙無法收回或遇到緊急情況時被迫丟棄。同時，如果遭遇臺風天氣，也可能導致海水養殖網箱被摧毀或網衣破損丟失。此外，網具漂浮材料和漁獲物儲存用的泡沫塑料箱雖然可循環利用，但使用過程中會存在少部分發生破損而被遺棄入海的情況，進入海洋環境的泡沫浮具、箱板多來源于此。

除了漁業作業塑料垃圾之外，漁民在海上生活也會產生生活廢棄塑料垃圾。研究調查顯示，隨著生活水平的改善，約80%的船員飲用小瓶裝礦泉水，約20%飲用大桶裝礦泉水或將船上攜帶的淡水燒煮后飲用。塑料袋也被漁民普遍使用。由于漁船儲存空間有限，漁民又相對缺乏環保意識，將礦泉水瓶、塑料袋等用完后扔入大海的概率較高。

在這些容易造成塑料垃圾的環境泄漏的情況下，可降解塑料適合成為傳統塑料的替代品。但要滿足漁業的需求，可降解塑料還有很長的路要走。

首先，在技術上需要研發出能在海洋中相對較快降解的產品。相較于土壤環境，海洋環境存在高鹽分、低微生物密度的特點，在陸地上可以利用微生物酶促反應降解的塑料制品，往往在海洋環境中就會降解失效。有研究表明，生物降解材料PLA、PBAT、PHA、PCL在海水中的降解率均小于10%，其中市面上主要材料PLA在海水中的降解率更是不到1%。這對漁業中適合使用的可降解塑料提出了很高的要求，需要加緊海水降解產品的研究和開發，開拓相關領域。

有業內專家指出，如果有合適的產品的話，漁業中的可降解產品將是一個非常大的市場。不過，除了需要開發出能在海水中自行降解的產品，生產商還需要在產品壽命期內保證耐久性和牢固性，以防風浪對其造成損壞、給漁民帶來經濟損失，同時還要做到降低成本、讓漁民能夠承受可降解塑料的價格。

醫藥業：生物可降解塑料發展趨勢良好

醫療行業是生物可降解材料應用的重要領域。與農業和漁業不同，生物可降解材料在醫療行業所起到的作用與環境保護的關系相對較小，也更少需要考慮成本的問題。對于醫療行業來說，人們更看重生物可降解材料的特殊性能。

目前來看，PHA和PCL具有良好的熱塑性、成型加工性和生物相容性，多用作手術縫合線、骨折固定裝置、器官修復、人工皮膚、組織細胞工程等，使用生物降解縫線可以免去病人拆線的痛苦，使用內置的生物降解修復裝置可以減少排異和感染風險。

此外，由于生物可降解塑料的性能是可控的，研究人員也會根據使用環境來調整材料的性能、調整降解的時間，以配合藥物緩釋和體內降解的周期，來更好地滿足醫療場景對于性能的精確需求。

正是因為生物可降解材料的這些特質能在醫療和藥物方面得到實際應用，因此在高端市場具有發展潛力。

生活：可降解塑料是否適合被應用在生活領域仍待探討

生活領域是目前可降解塑料使用最多的領域。

清華大學環境學院的研究團隊統計發現，可降解塑料袋（38.34%）和餐盒具（38.82%）合計占可降解塑料制品消費總量的77%。

然而，根據該團隊現場調研與實證數據核算，接近97%的可降解塑料使用廢棄后會被環衛體系送去焚燒和衛生填埋，直接進入環境的比例約3%，僅有不到0.01%進入工業堆肥與厭氧消化等發酵降解階段。

這意味著可降解塑料并未真正得到降解，而是跟傳統塑料一樣，進入了垃圾焚燒、填埋設施，無法帶來環境優勢，甚至產生的環境影響要大于傳統塑料——被填埋的PLA在填埋設施中的碳排放當量要超出傳統塑料約35%。

理論上，可降解塑料袋應該和廚余垃圾一起進入廚余處理設施，最終被利用轉換為肥料或燃氣。經過廚余處理設施處理后的可降解塑料垃圾會產生較小的環境影響，大約為焚燒設施的30%、填埋設施的15%。

然而，由于可降解塑料和傳統塑料在外觀、顏色上都區別很小，難以通過色選機、浮選機、機械分選機等實現有效分選，二者難以分辨。這給普通消費者在垃圾分類時帶來了難度，為進入廚余處理設施前預處理階段的分類造成了麻煩，也會影響后續的分類回收。

對普通人來說，在進行垃圾分類時，無法確保自己能將可降解塑料垃圾正確投入濕垃圾的分類中；對于垃圾處理廠來說，絕大多數廚余處理設施在預處理階段會直接剔除塑料制品形狀的雜質，無法區分可降解塑料和傳統塑料，導致最終能進入生物質發酵系統中的剩余可降解塑料制品實際少于5%；在回收階段，由于做不到可降解塑料與傳統塑料的分類，二者會被一并收走，但混有可降解塑料的塑料再生制品，其再生價值會降低20%以上。

正如清華大學的研究團隊所強調的，如果不注重可降解塑料的使用場景而大規模推廣使用，可能不僅不能產生環保效益，甚至背道而馳，增加巨大的社會成本。