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  歲末購物狂歡正酣，“征戰(zhàn)”各大線上平臺(tái)“買買買”的同時(shí)，各種快遞包裹、塑料包裝等廢棄物增加的問題也隨之而來。根據(jù)全球性環(huán)保組織綠色和平發(fā)布數(shù)據(jù)，若不實(shí)施有效的措施予以控制，依照當(dāng)前快遞的發(fā)展趨勢(shì)，2025年我國各類快遞包裝材料消耗量將達(dá)到4127.05萬噸，帶來巨大的資源負(fù)擔(dān)和環(huán)境壓力。能否將這些包裝原料替換成更環(huán)保的材料？不少人將目光投向生物可降解塑料。這種新型塑料會(huì)是環(huán)保的出路嗎？本期“好奇心實(shí)驗(yàn)室”欄目邀請(qǐng)南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院沈育才副教授為大家科普。
  “生物可降解塑料又被稱作生物分解塑料，是指在自然界（如土壤、沙土、淡水環(huán)境、海水環(huán)境）或特定條件（如堆肥化條件或厭氧消化條件）中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳或/和甲烷（取決于環(huán)境氧含量）、水、其所含元素的礦化無機(jī)鹽及新的生物質(zhì)的塑料。”沈育才告訴《科技周刊》記者，按原料成分來源分類，生物可降解塑料可分為生物基生物可降解塑料和石化基生物可降解塑料兩類。其中生物基生物可降解塑料包括天然材料直接加工得到的塑料，如熱塑性淀粉；微生物發(fā)酵和化學(xué)合成共同參與得到的聚合物，如聚乳酸（PLA）；以及由微生物直接合成的聚合物，如聚羥基烷酸酯（PHA）。石化基生物可降解塑料是指以化學(xué)合成的方法將石化產(chǎn)品單體聚合而得的塑料，如聚對(duì)苯二甲酸己二酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二酯（PBS）、二氧化碳共聚物（PPC）、聚己內(nèi)酯（PCL）等。
  由于不同塑料基體聚合物結(jié)構(gòu)的不同，其降解過程有很大區(qū)別，有些聚合物自身很容易水解，而有些聚合物則在各種環(huán)境下均很難降解，因此塑料的生物降解需要?dú)v經(jīng)一系列的復(fù)雜過程。沈育才以PLA降解過程為例解釋，PLA在通過非生物水解過程（非活性化學(xué)和物理因素）暴露于水中之后出現(xiàn)初始降解，導(dǎo)致隨機(jī)的鏈斷裂和分子量減少，從而使得聚合物脆化。隨后，PLA 低聚物可以從本體聚合物中擴(kuò)散出來并最終被微生物降解。
  “今年初，號(hào)稱史上最嚴(yán)‘限塑令’出臺(tái)后，大家發(fā)現(xiàn)餐盒、吸管等都換了新材料，使用比較多的基體材料就是PLA；而我們平時(shí)用到的購物袋、垃圾袋、快遞包裝袋、保鮮膜等各種膜袋制品，則多數(shù)含PBAT。”沈育才解釋，目前市場(chǎng)上主流的生物可降解塑料原料以熱塑性淀粉、PBAT和PLA三大類生物可降解材料為主，考慮到性價(jià)比和綜合性能要求，市場(chǎng)上的生物可降解產(chǎn)品通常選擇以上一種或兩種原料復(fù)配，并輔以加工助劑和填料等進(jìn)行共混改性獲得。
  數(shù)據(jù)顯示，過去5年我國生物可降解塑料消費(fèi)量平均年增速在20%左右，2019年，我國生物降解塑料消費(fèi)量約26萬噸。隨著禁限塑政策的密集出臺(tái)和逐步落地，外賣等行業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)生物可降解塑料消費(fèi)量的增加，其在2024年有望突破百萬噸。“隨著政策的支持和民眾環(huán)保意識(shí)的不斷提升，未來生物可降解塑料發(fā)展趨勢(shì)無疑是向好的。生物基生物可降解材料滿足低碳排放和資源可循環(huán)的目標(biāo)，不失為減少環(huán)境污染的有效途徑之一。”
  記者了解到，南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院聯(lián)合南京五瑞完全生物基降解新材料創(chuàng)新研究院目前正致力于高淀粉含量的全生物降解材料及其制品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)以王庭慰教授為帶頭人，重點(diǎn)開展淀粉微結(jié)構(gòu)改性、特殊助劑設(shè)計(jì)復(fù)配、共混物反應(yīng)性擠出和降解材料功能化等材料研究和制備工藝優(yōu)化，制備的全生物降解原料及部分制品已通過國內(nèi)和國際的生物降解認(rèn)證。
  塑料的“白色污染”，既與塑料的“輕”、“薄”特性有關(guān)，更與人的行為規(guī)范和社會(huì)公德有關(guān)。實(shí)際上，任何使用后的廢舊物品（材料），如不能做到有序回收處理，都將成為污染。沈育才表示，生物可降解只是賦予這類塑料的額外屬性，生物可降解塑料同樣也可以像常規(guī)塑料一樣進(jìn)行物理或化學(xué)循環(huán)回收利用。即使是生物可降解塑料，也不代表可以隨手亂扔，因?yàn)榻^大部分生物可降解塑料在堆肥條件下才能實(shí)現(xiàn)高效的生物降解和堆肥利用。“生物可降解塑料不是解決廢棄塑料對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生問題的唯一途徑，同樣，塑料的循環(huán)/回收想完全替代生物降解也不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)橐恍┲亓枯p、難回收、規(guī)范化處置難度大的一次性塑料制品，很容易向環(huán)境泄露。比較理想的策略是，生物可降解塑料與循環(huán)/回收塑料共同構(gòu)成解決塑料制品廢棄物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的完整方案。”沈育才說。