浅谈废旧塑料包装污染问题及其对策研究

姚海滨

（天津海晶塑料制品有限公司，天津 300450）

众所周知，塑料垃圾已经成为了全球环境污染的罪魁祸首之一，而废旧塑料包装材料又是塑料垃圾的主要来源。据报道，研究者在距离大陆超过1000公里，深达10898米的马里亚纳海沟中，发现了一个塑料袋。这一发现，揭示了当今令人触目惊心的塑料污染现状。

塑料包装作为一种最常见的包装材料，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点，被全世界广泛应用，且使用量呈逐年增长趋势。但废旧塑料包装进入环境后，由于很难降解，会造成长期、深层次的生态环境问题。如抛弃在陆地或水中的废旧塑料包装物，容易被动物当作食物吞入，导致动物非自然死亡；混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理，填埋会长期占用土地；散落在土壤中的废旧塑料包装物会对作物生长产生消极影响等[1]。

因此，如何减少甚至规避废旧塑料包装对环境造成污染，是全球塑料产业工作者和科学家积极探索、研究的热门课题。其中在行业内比较成熟的有以下三个研究和发展的方向。

1 降解塑料

早在二十世纪70年代，一些国家已经开始了淀粉填充塑料的研究，其制造工艺是在通用在塑料中加入一定量的淀粉和少量添加剂，然后再加工成型。与此类似，大概在十年前，国内部分工厂将石头粉研磨至一定目数甚至纳米级，与传统塑料及添加剂共混造粒成为降解塑料，其具有较好的吹膜加工性能，此技术在国内曾一时兴起。当然，无论是淀粉还是石头粉，共混而成的降解塑料，实际没有实现真正的降解。这样的塑料，其所谓的降解过程，只是淀粉和石头粉在潮湿的自然界中产生了溶解于水或者其他的物理变化过程，使得整块的塑料包装材料分解成若干的碎片，而并非化学反应过程。塑料碎片仍然具有难以降解的特性，散落在土地、河流甚至海洋中，回收清理的难度甚至远大于整块废旧塑料包装物。因此，近年来，该种工艺已经被禁止使用。

随着新材料的不断发展更新，目前已经有了很多成熟的、完全降解的新型塑料可用于包装物的制备。如聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA、二氧化碳共聚物PPC等，这些材料都能够在堆肥条件下完全降解，不会对环境造成污染。但可降解塑料的研究仍然还有很多问题需要逐一突破，才能真正使可降解塑料被广泛应用。如目前市面上的可降解塑料普遍存在机械性能较差、阻隔氧气等功能性欠缺、生产成本高问题，这使得降解塑料还不能够完全替代传统塑料。

2 单一材质易回收包装材料

目前废旧塑料包装物不能够完全回收，很大一部分原因是包装物的材质多为两种或两种以上材料复合而成的材料，如PA和PE复合、PA和PP复合等。2016年左右，部分发达国家提出了包装材料单一材质化的设想，以便于包装物回收再利用。近年来，随着塑料原材料的不断推陈出新和薄膜制造装备如BOPE、MDO等的不断更新发展，使得单一材质包装材料的技术逐渐成熟。国内各大包装材料生产企业，在欧美等发达国家客户需求的推动下，陆续开始了单一材质包装物的批量生产，部分企业也成功开发了满足客户包装需求的单一材质包装物，并取得了不错的成绩。如天津海融鑫科技有限公司，2021年陆续向韩国、日本出口了PE复合PE材质的非阻隔彩印袋和PE复合PE材质的真空袋，使得单一材质包装物实现了市场化。

但是单一材质包装物的推广仍然需要一个较长的过程。一是因为目前单一材质包装物价格普遍偏高，和普通包装物相比，价差的压力仍然高于欧美等发达国家环保税压力，因此客户将包材全面更新换代的积极性还不够高。二是单一材质包装材料难以实现复合材料的功能性，当然目前单一材质的包装材料已经相继实现了部分复合材料的功能，如高阻隔性能等，但仍有部分特殊的功能是单一材质暂时无法代替的，在功能性方面，单一材质仍然需要不断的开发创新。三是废旧塑料分类回收处理的体系，大多数国家还不够完善，即使是分类处理做得不错的日本，也很难做到废旧塑料大规模的分类回收处理，仍有超过七成的废旧塑料需要进行焚烧处理。

3 废旧塑料热分解

将废旧塑料热分解，理论上可以制得汽油、柴油和部分重油，是资源回收和避免二次污染的重要途径，可以说废旧塑料的热分解是减少，甚至杜绝废旧塑料污染最有效的方法。从70年代开始，德国、日本等发达国家已经开始了塑料热分解技术的研发[2]。而我国在90年代也建立了数套废塑料热分解的工业化装置，但由于高耗能，以及分解产物循环利用质量不高等原因，都没能够得到优质的运营。

目前废旧塑料热分解无法推动的主要原因是高耗能，现有技术将废旧塑料热分解需要400℃～900℃的温度，会消耗大量的能源。虽有部分研究表明，热分解制得的油品能够超过国标要求，但使用的经济性极差。因此，找到和制备一种特殊的催化剂，能够将塑料热分解温度降至200℃以内甚至更低，是将废旧塑料热分解推广的关键技术突破口。

据报道，2020年由艾姆斯实验室的科学家领导的一个科学家团队，发现了第一个过程性无机催化剂。其由负载在固体二氧化硅核心上的铂金颗粒组成，周围是具有均匀孔隙的二氧化硅外壳，可提供进入催化点的机会。在解构实验中，长的聚合物链穿入孔隙并接触催化点位，然后分子链分解成更小的碎片，就不再是高分子塑料材料了。与之类似的，日本东北大学和大阪市立大学的研究人员，将钌和二氧化铈结合起来，创造了一种能够在200℃以下回收聚烯烃塑料的催化剂。科学家们的发现为废旧塑料热分解打开了新的窗口，但这些催化剂均为稀有贵重金属，工业化规模使用的成本会极高，仍然难以推广，实现工业化的道路仍然还很漫长。

4 结论

无论是降解材料和单一材质易回收材料从源头解决废旧塑料对环境的污染，还是废旧塑料热分解技术从终端将废旧塑料变废为宝循环使用，都是减少甚至是杜绝废旧塑料环境污染非常有效的思路和研究方向。在当今环境问题突出的大背景下，人们保护环境，维持生态平衡应该做出的努力，特别需要有社会责任感的大企业参与其中，坚持技术开发和技术更新，为绿色工业、绿色包装、绿色地球做出贡献。