塑料在生活中非常有用。但是塑料的生产和处理会产生温室气体和有害废物。塑料及其排放的化学物质正在陆地和海洋、湖泊、河流、冰和空气中堆积,目前人们对由此对人类和生态健康造成的损害知之甚少。大多数塑料是不可回收的,绝大多数不能生物降解。此外,塑料产品通常会分解成称为微塑料的非常小的碎片,这些碎片会污染生态系统并危害生物体。
塑料问题有多大?
塑料无处不在,从袋子和一次性瓶子和包装到汽车零件、管道和壁板。同样,塑料垃圾无处不在。例如,在北极海冰、啤酒、农场土壤、鳟鱼和其他野生淡水鱼、虾和其他贝类、鸣禽和海鸟、大太平洋垃圾带、大洋中环礁、海蚀洞、空气和雨水,以及国家公园和荒野地区。虽然塑料垃圾对海洋生物的影响已得到充分证明,但科学家们才刚刚开始测量塑料对人类和人类生育能力、陆地生态系统以及农作物和其他植物的影响。
仅美国在 2018年就产生了 3570 万吨塑料垃圾。其中 2700 万吨被填埋,560 万吨被焚烧,300 万吨或 8.7% 可能已被回收。(一些报告表明,运往国外进行回收的塑料废料最终可能会进入垃圾填埋场和水道。)
研究人员估计,截至 2015 年,全球已生产了近 70 亿吨原生塑料。其中,9% 可能已被回收,12% 已被焚烧,其余则在垃圾填埋场。在全球范围内,大约四分之一的塑料垃圾从未被收集起来。在不太富裕的国家,废塑料有时会在露天燃烧,将有毒化学物质释放到空气中。
虽然预计未来几十年全球对塑料包装的需求增长将放缓,但2040年产生的塑料垃圾数量仍将是今天的近两倍。因此,迫切需要更高水平的回收利用,以避免更多的塑料污染环境。但将塑料分解成小颗粒但保留聚合物天然结构的传统机械回收仅适用于某些类型的包装和用例。
塑料是由什么制成的?
塑料的主要成分来自石油和天然气加工。不同的分子用于制造不同类型的塑料,赋予它们独特的特性和化学结构。制造商还混合添加剂以赋予特定产品所需的品质。这些化学品,如着色剂、增塑剂、阻燃剂、稳定剂、填料、增强纤维和杀菌剂,有时含有有害物质,包括铅、砷和镉化合物,以及BPA。
加州理工学院的化学家和他们的同事正在设计分子和纳米级催化装置,这可能使从二氧化碳而不是化石燃料中提取的化学物质生产塑料成为可能,目的是减少塑料制造对气候的影响。
什么是化学回收塑料
与机械回收不同,化学回收会改变塑料的分子结构,将其分解成分子结构单元(building blocks),并将其转化为有价值的二次原料。这些可以用来生产新的化学品和塑料。
化学回收可将现在难以回收的塑料(包括消费后的软塑料包装材料和其他混合、降解或受污染的聚乙烯和聚丙烯塑料垃圾),将其转变为符合欧洲法规的新型食品级塑料。
科学表明,与焚烧难以回收的塑料垃圾相比,化学回收是更好的选择。
化学回收工艺有可能捕获超过 5000 万吨目前被认为是“不可回收”的塑料包装废物。包括“其他刚性材料”(除瓶子外的刚性包装)、简单薄膜甚至复杂薄膜(由不同材料层和/或涂层组成的薄膜)。回收更广泛塑料的潜力也可以提升塑料废物的整体回收率。
更重要的是,化学回收产生适合更高价值最终用途应用的原始品质材料。由于它能够处理各种输入材料,因此它对低质量废物的耐受性也更高,并导致更低的过程损失。各种大品牌都支持化学回收,并且已经与回收商合作,包括可口可乐、百事可乐、雀巢、达能和联合利华。
经联合国环境规划署、研究机构和私营部门的专家独立审查,研究表明,在欧洲,在循环系统中对难以回收的塑料垃圾进行化学回收所产生的温室气体排放量比采用能量回收法焚烧的传统塑料所产生的温室气体排放量低43%。这一过程不仅能将废物转化为有用的材料,而且在迅速变暖的世界中,相关的减排也应得到重视。
面临的挑战
我们相信,作为我们迈向循环经济的一部分,建立一个可靠和安全的化学回收系统是有积极意义的。在艾伦·麦克阿瑟基金会对塑料的全球许诺和最近具有里程碑意义的《联合国塑料污染条约》的指导下,CGF致力于推动塑料循环经济的发展。这意味着对生产、消费、回收和处理采取不同的方法。通过人类的聪明才智,我们可以将当前的线性模式演变成更具创新性的东西,既尊重人类又尊重地球。
虽然化学回收显示出很大的希望,但广泛采用仍存在一些障碍。一个问题是化学回收比机械回收更加碳密集。在商业运营下,收益率也可能会遇到困难。然而,最大的挑战之一就是以大包原料的形式获得足够的原材料。
自我国颁布禁止废塑料进口的“国门利剑2018”政策以来,大包原料供需之间就存在缺口。鉴于我国此前处理了全球近一半的可回收垃圾,该政策的实施导致最终进入垃圾填埋场、焚化炉或乱扔垃圾的塑料有所增加。
挑战是巨大的,但也是共同的。只有通过合作,人类才能解决紧迫的环境问题,包括塑料问题。共同许诺至关重要。考虑到这一点,塑料废物行动联盟(PWCoA)最近发表了一份文件,提出了一些指导原则,以支持化学循环利用的发展,并为技术的使用和规模提供了一套明确的界限。
"塑料循环经济中的化学回收"重点介绍其可靠、道德、安全和无害环境发展的六项关键原则,这些原则涉及:
1.原料来源:用于化学回收的材料来源不包括现已实践应用的、已规模化通过物理回收的材料。
2.可追溯性:使用可靠的质量平衡协议准确跟踪回收成分。
3.生产工艺:最大限度地利用化学回收来生产塑料,最大限度地减少燃料等非回收产品的产出。
4.环境影响:在可对比的系统里,化学回收PCR塑料的生命周期对气候影响能够被可靠地证明低于原生塑料。
5.有效声明:对于化学回收的声明应当可信和透明。
6.健康和安全:必须对化学回收过程产生的排放污染进行安全管理。
文中对化学回收的市场前景也进行了展望。22家PWCoA成员公司预估每年化学回收PCR PE/PP的总需求量为78万吨(其中68万吨为食品级),展现了化学回收PCR塑料的巨大潜在市场需求,仅满足这一需求量就需要新建数十个中型规模化学回收工厂。
最后
全球塑料问题非常复杂,没有什么灵丹妙药。它需要决策者、企业和消费者自己提出一系列不同的解决方案。对于难以回收的塑料,我们必须建立一个能够满足所有包装类型目标的回收行业,提供食品级包装,并释放出强大的环保成果。我们可以一起做这件事,但我们必须现在就做。我们需要广泛的行业行动。
于塑料的未来,重点必须是减少对塑料的依赖和改进包装设计。但是,在塑料包装无法被淘汰、再利用或使用其他方法回收的情况下,化学回收以正确的方式,在循环经济中发挥了作用。化学回收可能并不完美,但是在没有其他替代品的情况下,它肯定比焚化要好,而且它可以促成一个没有塑料进入自然界的世界。