“塑戰(zhàn)速決”，生物基塑料助力碳中和

今天是第50個世界環(huán)境日，今年的主題是“塑戰(zhàn)速決”，呼吁全球為抗擊塑料污染制定解決方案，將展現(xiàn)國家、企業(yè)和個人在怎樣學習更加可持續(xù)地使用塑料，希望有一天塑料污染可以成為歷史。

 

世界環(huán)境日自1973年以來，每年6月5日舉辦，是聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署牽頭舉辦的全球最大環(huán)保宣傳、增強意識和開展行動的平臺之一。

 

塑料是一種便捷、廉價、耐用的材料，經(jīng)過100多年的生產(chǎn)實踐，塑料制品早已深入人類生活的方方面面，廣泛應用于各個領(lǐng)域。然而，塑料制品在生產(chǎn)、使用、處理過程中、不當拋棄后都會對大自然的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響，從而對生物多樣性產(chǎn)生負面影響。

 

不僅如此，從根本上來說，塑料是化石能源產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)產(chǎn)品，塑料的使用直接造成碳排放。

 

那么如何解決塑料污染的問題呢？現(xiàn)在，全世界都在探索可降解的生物基塑料，它不僅對環(huán)境友好，而且直接和碳中和有關(guān)。

 

為何要減塑

 

塑料是一種難以降解的材料，即使是在自然界中，塑料想要完全降解，都需要百年左右的時間。這對土壤微生物、植物和其他野生動物造成了危害，破壞了生物多樣性的平衡和生態(tài)系統(tǒng)的功能。

 

塑料長期存在于土壤當中，可能會影響其生態(tài)系統(tǒng)中微生物的數(shù)量以及代謝活動，導致土壤質(zhì)量下降，農(nóng)作物無法從土壤中獲取足夠的營養(yǎng)，從而使作物的產(chǎn)量下降。

 

塑料影響植物生長的同時，也會影響陸生動物的存活，如以凋零植物為食的蚯蚓。在塑料分解的過程中，會有鄰苯二甲酸鹽、雙酚A等有毒物質(zhì)析出，這些物質(zhì)具有的具有激素效應有可能影響生物的內(nèi)分泌。微塑料納米顆粒還會誘發(fā)生物的炎癥甚至是基因變化。

 

其次，塑料制品還會對水質(zhì)以及水中生態(tài)產(chǎn)生影響。塑料制品或者是塑料降解產(chǎn)物有可能會直接被排放入江河、海洋，使水中的塑料顆粒濃度升高。在水中生活的各種生物也會難以避免地誤食塑料制品，每年都有眾多的動物因為塑料而出現(xiàn)呼吸困難、窒息的情況，死亡數(shù)量居高不下。

 

塑料還會對人體健康產(chǎn)生影響，如塑料在土壤中分解，會使其中的苯乙烯阻聚劑（DNBP）進入農(nóng)作物中，被人進食后容易引起肝臟損傷、基因突變等問題。水體以及空氣中的微塑料顆粒難以被過濾，進食水生動物、飲水甚至是呼吸，都導致這些微塑料顆粒進入人體。

 

目前，地球表面幾乎任何地方都能找到塑料的存在，哪怕在最深的大洋底部，甚至南極北極都不例外。

 

而塑料的回收處理能力卻依然低下。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2021年發(fā)布的報告顯示，1950年至2017年期間，全球累計生產(chǎn)約92億噸塑料，其中塑料回收利用率不足10%，約有70億噸成為塑料垃圾。預計到2040年，全球每年將有約7.1億噸塑料垃圾被遺棄到自然環(huán)境中。美國《科學進展》雜志警告，2050年，地球上將有超過130億噸塑料垃圾，藍色地球可能變成“塑料星球”。

 

聯(lián)合國《生物多樣性公約》代理執(zhí)行秘書長戴維·庫珀（David Cooper）近期表示，我們不能允許這種情況發(fā)生，因為塑料污染不僅對海洋生物有害，而且以驚人的速度破壞了水生態(tài)系統(tǒng)和其他我們依賴的生態(tài)系統(tǒng)。

 

減少塑料污染，迫在眉睫。國際社會相繼出臺相關(guān)禁限塑政策，提出禁塑限塑時間表：中國于2020年發(fā)布了《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》，鼓勵減少塑料消費，推廣生物可降解塑料的替代制品；歐盟于2021年啟動實施全面禁塑法令；東盟發(fā)布了應對海洋塑料垃圾的區(qū)域行動計劃。截至目前，已有140多個國家明確制定或發(fā)布相關(guān)禁塑限塑政策。此外，還有許多國際公約和國際組織等也在采取行動，支持國際社會減少和淘汰塑料制品，鼓勵發(fā)展替代品，調(diào)整產(chǎn)業(yè)及貿(mào)易政策等來減少塑料污染。

 

2022年3月2日，在第五屆聯(lián)合國環(huán)境大會續(xù)會上，聯(lián)合國各成員國一致通過決議，要建立一個政府間談判委員會，到2024年達成一項具有國際法律約束力的協(xié)議，涉及塑料制品的整個生命周期，包括其生產(chǎn)、設(shè)計、回收和處理等，這將是繼《巴黎協(xié)定》后，最重要的國際多邊環(huán)境協(xié)定。

 

今年的世界環(huán)境日，再次吹響了戰(zhàn)勝塑料污染的號角，作為消費者，我們的選擇將決定塑料進入自然環(huán)境的增加或減少。

 

生物質(zhì)替代前景廣闊

 

除了減少使用一次性塑料制品，尋找塑料替代品，減少化石原料使用，是從源頭解決問題的有效途徑。

 

我國限塑令實施后，實際上很多塑料制品正在被生物質(zhì)塑料所代替。如今走進奶茶店、咖啡館，塑料吸管已經(jīng)很少了，取而代之的是“PLA”材質(zhì)吸管。PLA是什么？它的中文名是聚乳酸，也就是乳酸聚合形成的產(chǎn)物。生產(chǎn)它的原料，來自我們平時吃的玉米、木薯等糧食作物。

 

吸管只是聚乳酸應用的很小一部分，它還可以被做成包裝材料、紡織面料，或者被加工為組織工程支架、骨折內(nèi)固定材料、手術(shù)縫合線等醫(yī)療用品。聚乳酸紡成的衣物，不僅抑菌、除螨，還具備阻燃功能，從原材料到成品，附加值能夠提升10倍以上。

 

這就是生物基塑料。生物基塑料是指生產(chǎn)原料是來源于玉米、甘蔗、竹子或其他植物纖維素的類塑料產(chǎn)品。當生物基材料廢棄時，大部分可經(jīng)由燃燒或堆肥等生物降解法，轉(zhuǎn)變?yōu)樗投趸嫉葻o毒小分子，重新進入自然循環(huán)中，維護整個生態(tài)平衡，無需擔心增加碳排放。

 

目前，竹子在替代塑料上的熱度比較高。與其他生物質(zhì)材料相比，竹材具有高度的彈性與韌性、很好的順紋抗壓力與抗拉力等獨特的物理力學特性。竹材從竹葉到竹根都可以利用，即便是竹廢料也可用做活性炭，使用后的竹制品完全自然降解，對環(huán)境不會產(chǎn)生有害影響。

 

尤其值得一提的是，竹子的減碳固碳能力也遠超普通林木。最新的一項研究表明，一公頃竹林及其竹制品，在60年內(nèi)可以固定300噸的碳，在相同條件下，杉木林固定不到200噸的碳。

 

強中還有強中手，我國科技工作者已經(jīng)研發(fā)出一種比竹子固碳能力更強、也可以替代塑料的植物，那就是武漢蘭多生物有限公司培育的超級蘆竹。

 

中國林業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會常務副會長、國家林草局原總工程師封加平此前在接受中國經(jīng)濟時報記者采訪時表示，超級蘆竹是一種高產(chǎn)高效的能源植物，大規(guī)模種植超級蘆竹可助力國家快速實現(xiàn)碳中和。根據(jù)蘭多生物2021年-2022年測產(chǎn)報告，超級蘆竹生長過程中每年產(chǎn)生的干生物量約5噸/畝—10噸/畝，據(jù)此測算出其吸收的二氧化碳量8.5噸/畝—17噸/畝、釋放的氧氣量6噸/畝—12噸/畝，約為熱帶森林的5倍、玉米秸稈的7倍、水稻秸稈的15倍。

 

北京航空航天大學教授、中國航空發(fā)動機低排放燃燒聯(lián)合創(chuàng)新中心首席科學家林宇震在接受媒體采訪時介紹，“超級蘆竹可以直接替代燃煤，也可以通過先進的生物發(fā)酵、熱化學轉(zhuǎn)化等技術(shù)，生產(chǎn)氫氣、天然氣、一氧化碳、生物油、乙醇、生物炭、聚乳酸（PLA）、聚羥基脂肪酸酯（PHA）等，并且能進一步深加工生產(chǎn)幾乎所有的高端能源與高端化學品，如甲醇、乙醇、汽柴油、航空煤油（SAF）、液氨、乙二醇、烯烴、芳烴等，從而全面替代煤炭、石油、天然氣及其下游產(chǎn)品。

 

其中的聚乳酸（PLA），就是生產(chǎn)生物基塑料的主要原材料。

 

目前，生物可降解塑料處于發(fā)展初期，仍有巨大的發(fā)展?jié)摿透倪M空間。據(jù)統(tǒng)計，2021年，全球生物降解塑料年產(chǎn)能為155.30萬噸，同比增加26.57%。包裝行業(yè)仍然是生物塑料的最大應用領(lǐng)域，隨著不斷的發(fā)展，生物可降解塑料在其他領(lǐng)域所占的市場份額也在逐漸提升。

 

生物可降解塑料的革命性意義已經(jīng)初見端倪，不過，到目前為止，大部分塑料依然是由石油經(jīng)催化工藝生產(chǎn)制得，全球解決“白色污染”之路任重而道遠。