莫迎華

（川北幼兒師范高等?？茖W(xué)校，四川省廣元市 628000）

塑料廢棄物的綜合治理研究進(jìn)展

莫迎華

（川北幼兒師范高等?？茖W(xué)校，四川省廣元市 628000）

分析了塑料廢棄物所帶來(lái)的主要危害及其在綜合治理過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，并綜述了塑料廢棄物綜合治理的研究進(jìn)展。塑料廢棄物的主要危害包括視覺(jué)污染、影響人類和其他生物的生命健康，以及環(huán)境污染。塑料廢棄物綜合治理主要存在的問(wèn)題是廢棄物處理和資源化利用技術(shù)還不成熟、缺少相應(yīng)的法律和法規(guī)支持、公眾環(huán)保意識(shí)亟待加強(qiáng)?？赏ㄟ^(guò)熔融再生技術(shù)及化學(xué)循環(huán)利用技術(shù)或采用降解塑料等實(shí)現(xiàn)塑料廢棄物的資源化利用。

塑料廢棄物 白色污染 資源化利用 綜合治理

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，塑料已經(jīng)成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們生活等領(lǐng)域不可缺少的一部分；但塑料廢棄物所造成的污染已嚴(yán)重影響到人類的身體健康和自然生態(tài)環(huán)境，近年來(lái)，塑料廢棄物的污染已成為世界各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)［1-2］。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2014年，我國(guó)產(chǎn)生的塑料廢棄物約為5 000 kt，其中，僅有25%的塑料廢棄物進(jìn)行了資源化利用。隨著我國(guó)塑料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，塑料廢棄物數(shù)量逐年遞增，塑料廢棄物治理的問(wèn)題將日益凸顯［3-4］。因此對(duì)塑料廢棄物進(jìn)行綜合治理刻不容緩。本文綜述了塑料廢棄物的危害以及在綜合治理過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，從技術(shù)和國(guó)家兩個(gè)層面綜述了塑料廢棄物綜合治理的研究進(jìn)展。

1 塑料廢棄物的主要危害

1.1 視覺(jué)污染

由于部分地區(qū)人們的環(huán)保意識(shí)淡薄，隨意丟棄塑料廢棄物，在這些地區(qū)的城市、風(fēng)景旅游區(qū)、河流以及道路兩旁，隨處可見(jiàn)各種各樣的塑料廢棄物，嚴(yán)重影響城市、旅游風(fēng)景區(qū)的整體環(huán)境和美觀，造成嚴(yán)重的視覺(jué)污染。

1.2 影響人類和其他生物的生命健康

塑料廢棄物對(duì)人類和其他生物造成危害的主要原因是其不可降解性和一些添加劑的毒性。很早之前，人們就發(fā)現(xiàn)聚氯乙烯中殘留的氯乙烯單體會(huì)損傷人體的皮膚、脾、肝等［5］。早在1975年，美國(guó)就禁止使用聚氯乙烯制品包裝食品和飲料。研究發(fā)現(xiàn)，鄰苯二甲酸酯不僅難降解，而且會(huì)對(duì)男性生育功能造成重大影響［6］。此外，一旦塑料廢棄物被魚(yú)、牛、羊等動(dòng)物攝入，由于不能消化很有可能造成動(dòng)物死亡，將會(huì)對(duì)漁業(yè)和畜牧業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失。

1.3 環(huán)境污染

在塑料廢棄物的治理方式中，填埋法依然是主要方法。然而，由于塑料膜具有密度小、體積大的特點(diǎn)，他們將占用大量的已經(jīng)十分匱乏的土地資源；而且，塑料廢棄物所攜帶的細(xì)菌、病毒將危害地下水資源。

塑料廢棄物長(zhǎng)期殘留于農(nóng)田中，會(huì)造成土壤板結(jié)，影響土壤中水分分布，進(jìn)而影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育，甚至造成農(nóng)作物大幅減產(chǎn)或影響農(nóng)作物的質(zhì)量。研究表明，農(nóng)田中存在的少量塑料廢棄物就可以造成部分農(nóng)作物減產(chǎn)50%以上，其危害性可想而知［7］。若塑料廢棄物直接燃燒處理，會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣體和溫室氣體，不僅會(huì)影響大氣環(huán)境，而且會(huì)形成酸雨。通過(guò)燃燒塑料廢棄物排出的包括二英在內(nèi)的有毒氣體已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題［8-9］，二英對(duì)農(nóng)作物，動(dòng)物以及人類都有嚴(yán)重的損害。

2 塑料廢棄物綜合治理存在的主要問(wèn)題

2.1 塑料廢棄物處理和資源化利用技術(shù)還不成熟

雖然近年來(lái)對(duì)廢棄物的處理和資源化利用的研究越來(lái)越多，但是受經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等各種因素的制約，很多技術(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)研究階段，未能進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。因此，塑料廢棄物的綜合治理技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走［10］。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)塑料廢棄物的綜合治理技術(shù)起步晚，差距還很大。

2.2 缺少相應(yīng)的法律和法規(guī)支持

塑料廢棄物的治理不是依靠個(gè)人或某個(gè)企業(yè)所能解決的，而是應(yīng)當(dāng)依靠全社會(huì)的力量共同解決，每人都要擔(dān)當(dāng)起一份責(zé)任。若要求每人都能參與到塑料廢棄物的綜合治理中，僅依靠道德約束是不夠的，必須采取強(qiáng)制性措施［11］；但目前在我國(guó)現(xiàn)行的法律法規(guī)體系中還缺少這樣的文件。

2.3 宣傳不到位，公眾環(huán)保意識(shí)亟待加強(qiáng)

近年來(lái)，隨著社會(huì)媒體的呼吁，群眾的環(huán)保意識(shí)有所增強(qiáng)，但在街道、公園、小區(qū)等地方依然可看到丟棄的塑料廢棄物，更沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的分類，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生與教育宣傳不到位是分不開(kāi)的。

3 塑料廢棄物綜合治理的主要措施

3.1 技術(shù)層面

3.1.1研究開(kāi)發(fā)降解塑料

由于一般的塑料廢棄物通過(guò)自然降解非常困難，而人們對(duì)塑料的依賴性又越來(lái)越強(qiáng)。因此，開(kāi)發(fā)可降解塑料成為各國(guó)研究者的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。降解塑料在使用上和普通塑料并無(wú)差異，其最大的特點(diǎn)在于可以在一定條件下降解成小分子。依據(jù)降解方式可分為光降解、生物降解及雙降解塑料。其中，生物降解塑料是研究最多、也是將來(lái)最有可能實(shí)現(xiàn)的可降解塑料?？缮锝到馑芰弦罁?jù)降解程度不同分為可部分生物降解和可全部生物降解塑料。由于部分生物降解塑料依然可能對(duì)環(huán)境造成二次污染，回收也較困難，存在著很大的局限性［12-13］。完全可生物降解塑料根據(jù)其原料來(lái)源分為兩類，一類是基于植物或動(dòng)物的生物大分子（如淀粉、纖維素、甲殼質(zhì)等），但這些產(chǎn)品普遍存在的問(wèn)題就是塑料產(chǎn)品在熱塑性、力學(xué)性能、防水性以及顆粒度等方面存在一定的問(wèn)題，使用性較差。因此，在塑料成型工藝中必須加入熱塑劑、力學(xué)性能強(qiáng)化劑等，或?qū)λ芰铣尚凸に囘M(jìn)行改進(jìn)；另一類就是化學(xué)合成的高分子可生物降解材料。根據(jù)其合成高分子聚合物的基體不同，可分為二氧化碳基聚合物、淀粉基生物可降解聚合物和脂肪族聚酯。以這些聚合物為基體合成的塑料也需要改性。鄒文中等［14］合成了乙酰化木薯淀粉/大豆蛋白塑料，研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)加入質(zhì)量比為1∶9的乙?；臼砼c大豆蛋白，得到的塑料性能最佳。唐等［15］通過(guò)加入一定質(zhì)量的聚乙烯醇纖維將熱塑性淀粉塑料拉伸強(qiáng)度提高了25.2%，達(dá)到3.8 MPa。目前，降解塑料在世界上還未得到大規(guī)模使用，只能作為解決白色污染的輔助措施。

3.1.2填埋法

與其他塑料廢棄物的回收處理方法相比，填埋法不僅最簡(jiǎn)單，也是目前較為常用的方法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大約有10%的塑料廢棄物被埋入地下，不但不能資源化利用，而且會(huì)帶來(lái)很多負(fù)面危害。由于塑料廢棄物具有密度小、體積大，耐酸堿、耐化學(xué)藥品腐蝕等特點(diǎn)造成其不易分解，會(huì)迅速占據(jù)大量的垃圾場(chǎng)地，降低垃圾場(chǎng)的處理效率；此外，由于填埋后的場(chǎng)地地基松軟，塑料廢棄物中的細(xì)菌、病毒等有害生物容易滲入地下，造成地下水污染［16］。

3.1.3焚燒法

由于塑料一般是由聚乙烯、聚苯乙烯等制成，具有極高的燃燒值，一般可達(dá)50 000 kJ/kg，基本上可以和燃油相媲美［17］。通過(guò)燃燒塑料垃圾可將熱能轉(zhuǎn)化為電能，這樣不僅減小了垃圾體積，熱能還得到了有效利用。在燃燒過(guò)程中，要注意燃燒是否充分，以及產(chǎn)生的廢氣如何排放的問(wèn)題。因?yàn)樗芰蠌U棄物燃燒若不充分就很容易產(chǎn)生如二英等有毒氣體，對(duì)大氣造成污染。此外，燃燒還是重金屬離子富集的過(guò)程，這些重金屬離子（如鎘、汞等）也會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。很多國(guó)家和地區(qū)都對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了研究，如美國(guó)開(kāi)發(fā)了垃圾固體燃燒技術(shù)，日本開(kāi)發(fā)了移動(dòng)床氣化技術(shù)等［18-19］。

3.1.4塑料廢棄物的鑒別與分離

塑料廢棄物的資源化利用是解決白色污染的根本途徑。與其他材料相比，塑料最大的優(yōu)點(diǎn)就是可重復(fù)使用；但由于塑料種類繁多，原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且通常是多種廢棄物的混合物。若直接回收后進(jìn)行加工，其制品性能必定受影響。為提高塑料資源利用化效率，一般要先進(jìn)行鑒別分離。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，塑料廢棄物的鑒別技術(shù)也在發(fā)生變化，由傳統(tǒng)的依據(jù)塑料物理特性（如密度、氣味等）鑒別技術(shù)向現(xiàn)代鑒別技術(shù)轉(zhuǎn)變。由于化學(xué)分析儀器的發(fā)展，紅外光譜、核磁共振、X射線衍射等鑒別技術(shù)日益興盛，這些技術(shù)具有靈敏度高、自動(dòng)化程度強(qiáng)、特異性高等特點(diǎn)［20］。

為實(shí)現(xiàn)塑料廢棄物資源利用最大化，對(duì)塑料進(jìn)行分離是非常必要的。比重分離技術(shù)的分離原理是相對(duì)密度不同，該技術(shù)的分離效率高，但容易受到分離品種、數(shù)量的限制；溶劑分離技術(shù)的分離原理是利用在溶劑中的溶解度不同，該方法可以選擇性地分離具有某些特點(diǎn)的塑料廢棄物，但是易受到溶劑組成、溫度和塑料溶解性的影響；潤(rùn)濕性分離技術(shù)是通過(guò)加入表面活性劑改變塑料表面的濕潤(rùn)性，依據(jù)濕潤(rùn)性差異作為浮選的基礎(chǔ)而分離；磁性分離技術(shù)需要強(qiáng)大的磁力，而且可以去除廢棄物中的金屬離子［21-22］。

3.1.5塑料廢棄物的再生

現(xiàn)在，世界各國(guó)都采取各種措施進(jìn)行塑料廢棄物再生，部分發(fā)達(dá)國(guó)家的再生工作已收到明顯效益［23-24］。

熔融再生法是將塑料廢棄物加熱熔融后重新塑化。根據(jù)塑料廢棄物性質(zhì)的差異分為簡(jiǎn)單再生和復(fù)合再生兩種［25］。簡(jiǎn)單再生主要回收生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的邊角廢料，易清洗、易分離和成分相對(duì)單一的塑料廢棄物。該工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且再生塑料制品性能和新料基本相當(dāng)，因而被廣泛采用；復(fù)合再生所用的塑料廢棄物來(lái)源多樣、成分復(fù)雜，難于鑒別分離，若直接熔融再生，其性能和新料相差很大。因此，需要特定的設(shè)備分離，并需要加入一定的添加劑強(qiáng)化其性能。

化學(xué)循環(huán)利用技術(shù)是近年來(lái)興起的塑料廢棄物資源利用化技術(shù)，主要利用熱解或者化學(xué)催化劑將高分子聚合物裂解形成小分子單體［26］。熱解需要高溫且無(wú)氧條件，其產(chǎn)品主要分為兩類：一類是化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)原料（如乙烯、丙烯等），另一類是燃油（如汽油、柴油等）。再生成前者的成本相對(duì)較高，而再生成后者的成本相對(duì)較低。法國(guó)Suez環(huán)境集團(tuán)在英國(guó)建立了第一套廢塑料生產(chǎn)柴油商業(yè)化裝置，每年可處理超過(guò)6 kt塑料廢棄物，其中，大約60%可生成合格的柴油燃料［27］。此外，美、德、日等國(guó)家都大力開(kāi)展塑料廢棄物生產(chǎn)燃油的研究［28］。我國(guó)在此領(lǐng)域也有研究，深圳綠色環(huán)?？萍加邢薰鹃_(kāi)發(fā)的塑料廢棄物裂解而成的90#無(wú)鉛汽油已達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)［29］。劉公召等［30］開(kāi)發(fā)了一套利用塑料廢棄物催化裂解成汽油、柴油的中試裝置，其日產(chǎn)汽油、柴油可達(dá)2 t，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化和自動(dòng)化操作。

3.2 國(guó)家和政府層面

3.2.1加強(qiáng)宣傳教育

塑料廢棄物的治理是一項(xiàng)系統(tǒng)的、涉及面廣的工程，需要人人參與［31］。雖然現(xiàn)在人們的環(huán)保意識(shí)有所提高，但是依然能看到一些企業(yè)或者個(gè)人的不良行為。政府以及社會(huì)媒體要通過(guò)各種形式積極加強(qiáng)宣傳，加強(qiáng)人們環(huán)保意識(shí)，讓每人都參與到塑料廢棄物治理中來(lái)。

3.2.2制定相應(yīng)的法律法規(guī)

國(guó)家和地方政府在引導(dǎo)人們提升環(huán)保意識(shí)的同時(shí)，要抓緊制定相應(yīng)的法律法規(guī)，明確劃分塑料廢棄物產(chǎn)生過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的責(zé)任和義務(wù)，從而有法可依，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就依法治理。

3.2.3經(jīng)濟(jì)政策

適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)政策可以有效地激勵(lì)或者約束人們的市場(chǎng)行為，為塑料廢棄物的治理開(kāi)通綠色的經(jīng)濟(jì)通道。運(yùn)用經(jīng)濟(jì)政策，可以將塑料廢棄物朝著“減量化、資源化、無(wú)害化”方向發(fā)展。對(duì)于那些能夠積極回收塑料廢棄物的企業(yè)或者個(gè)人在經(jīng)濟(jì)上要給予一定的優(yōu)惠，反之則要給予一定懲罰。此外，對(duì)于那些生產(chǎn)、研發(fā)可降解塑料，塑料廢棄物處理設(shè)備的廠家要給予經(jīng)濟(jì)方面的支持（如稅收上的優(yōu)惠、資金上的支持等）。國(guó)家和政府要大力推行綠色、環(huán)保、可循序經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得塑料污染朝著污染最小化發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

塑料工業(yè)的迅速發(fā)展是一把“雙刃劍”。一方面促進(jìn)了工、農(nóng)等行業(yè)的發(fā)展，另一方面產(chǎn)生的塑料廢棄物又對(duì)人們的生活環(huán)境和自然生態(tài)環(huán)境造成了極大危害。塑料廢棄物污染主要表現(xiàn)在視覺(jué)污染，對(duì)人類和其他生物的生命健康造成威脅，對(duì)水、土和大氣等生態(tài)環(huán)境造成污染。

塑料廢棄物污染的綜合治理主要存在的問(wèn)題：塑料廢棄物處理和資源化利用技術(shù)還不成熟，缺少相應(yīng)的法律和法規(guī)支持和宣傳不到位，公眾環(huán)保意識(shí)亟待加強(qiáng)。在技術(shù)層面上，可采用降解塑料，或通過(guò)熔融再生技術(shù)及化學(xué)循環(huán)利用技術(shù)等實(shí)現(xiàn)塑料廢棄物的資源化利用。在國(guó)家層面上提出了宣傳教育，法律法規(guī)和經(jīng)濟(jì)政策的“三位一體”法。

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Research progress of comprehensive treatment of waste plastics pollution

Mo Yinghua
（North Sichuan College of Preschool Teacher Education， Guangyuan 628000， China）

This paper investigates the harm of waste plastics covering environmental and visual pollution，and effects on human and other livings' health. It also reviews the problems in the process of comprehensive waste plastics treatment which include immature techniques of waste treatment and recycling use， lacking of corresponding laws and regulations as well as public environmental attitudes that needs to be strengthened. The research progress of the waste management such as chemical recycling， melting regeneration and degradable plastics are described to realize the utilization of waste plastics.

waste plastics； white pollution； recycle and reuse； comprehensive treatment

TQ 320.9

A

1002-1396（2016）01-0089-04

2015-07-28；

2015-10-27。

莫迎華，女，1972年生，1995年畢業(yè)于西華師范大學(xué)（原名四川師范學(xué)院）化學(xué)教育專業(yè)，主要研究方向?yàn)榇髮W(xué)化學(xué)。E-mail：2403750095@qq.com。