大家都來了解生物降解塑料

面對塑料垃圾和海洋微塑料環境危害的挑戰，生物降解塑料的研發生產和應用，受到越來越多的關注和歡迎。我國生物降解塑料作為“十三五”期間塑料行業發展重點，得到快速發展，有大批生產線正在建設或計劃建設中。

什么是生物降解塑料

降解塑料是一個大的概念，它是在規定環境條件下，經過一段時間和包含一個或更多步驟，導致材料化學結構的顯著變化而損失某些性能如完整性、分子質量、結構或機械強度，同時或者發生破碎的塑料。應該說，其中光降解塑料、熱氧降解塑料屬于破裂型塑料，不應歸類在生物降解塑料中。

什么是可生物降解塑料（Biodegradable plastics）？是指在自然界條件下（如土壤、沙土、海水等），或特定條件下（如堆肥化條件、厭氧消化條件或水性培養液等），由微生物作用（如細菌、霉菌、真菌和藻類等）引起降解，并最終完全降解變成二氧化碳、水、甲烷、礦化無機鹽和新生物質的塑料。

什么是生物基塑料（Biobased plastics）？是指以淀粉等天然物質為基礎在微生物作用下生產的塑料。用于生物基塑料合成的生物質可來源于玉米、甘蔗或纖維素等。

由此可見，可生物降解塑料和生物基塑料不是等同的?？缮锝到馑芰鲜菑牟牧仙K結（end of life）的視角來進行歸類；而生物基塑料是基于材料成分來源（origin of material）來進行定義和劃分。降解塑料應使用能反映性能變化的標準試驗方法進行測試，并按降解方式和使用周期確定其類別。

每一種生物降解材料降解都需要一定環境條件，如果在不具備降解條件尤其是微生物生活條件下，其降解會很慢；同時，也并不是每一種生物降解材料在任何環境條件下都能夠快速降解。

某種塑料是否會完全生物降解受多種因素影響，包括結晶度、添加劑、微生物、溫度、濕度、環境pH值和時間長短等。在條件不具備情況下，許多降解塑料不僅無法實現完全的生物降解，還可能給環境和人體健康帶來負面影響。如部分氧降解塑料在添加劑作用下，僅是發生材料的碎裂，降解成肉眼看不見的塑料微粒。

生物降解塑料的種類

根據生物降解塑料的原料來源，可將其分為生物基生物降解塑料及石化基生物降解塑料兩大類。

生物基生物降解塑料主要可分為四類：第一類為天然材料直接加工得到的塑料，目前市場上，利用天然高分子生產的生物降解塑料，主要有熱塑性淀粉、生物纖維素、多糖類和聚氨基酸以及其共混改性、化學改性的產物；第二類為微生物發酵和化學合成共同參與得到的聚合物，如聚乳酸（PLA）等；第三類為由微生物直接合成的聚合物，如聚羥基烷酸酯（PHA）等；第四類為以上這些材料共混加工得到的或這些材料和其他化學合成的生物降解塑料共混加工得到的生物降解塑料。

石化基生物降解塑料是指以化學合成的方法將石化產品單體聚合而得的塑料，如聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、二氧化碳共聚物（PPC）、聚乙醇酸（PGA）等。

可堆肥生物降解塑料

可堆肥塑料屬于生物降解塑料的一類?？啥逊仕芰希–ompostable Plastics）是指塑料在堆肥條件下，通過微生物的作用，可在一定時間內轉化成二氧化碳、水及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質，并且最后形成的堆肥在重金屬含量、毒性試驗、殘留碎片等方面應符合相關標準的規定。可堆肥塑料可進一步劃分為工業堆肥和花園堆肥，現市場上的可堆肥塑料基本屬于工業堆肥條件下的生物降解塑料。

因為可堆肥塑料屬于有條件下的生物降解。如果隨意丟棄可堆肥塑料在自然環境中，這些塑料在自然環境中（如海水、泥土）降解非常緩慢，并不能短時間內完全降解為二氧化碳和水等，其對環境的不良影響與傳統塑料并無實質性的區別。此外，有研究指出，可生物降解塑料如混入到其他可回收塑料中，會降低回收材料的特性和性能。如聚乳酸中的淀粉可能會導致再生塑料制成的薄膜產生孔和斑點等劣變。

堆肥化根據微生物生長的過程及其是否給氧，可以分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化。好氧堆肥化是在氧氣存在下，有機物質分解的過程，最終產物是CO2、H2O、熱量和腐殖質。厭氧堆肥化是無氧條件下，厭氧微生物將有機物降解成CH4、CO2、H2O、熱量和腐殖質。通常說的堆肥化是指好氧堆肥化。

工業化堆肥是指在控制條件下，微生物對固體和半固體有機物質進行好氧中溫或高溫降解，產生穩定腐殖質的過程。一般周期為180天，但隨著好氧堆肥技術變化，最短時間也有到30天甚至更短。家庭堆肥是指主要利用家庭廚余或園林垃圾，進行好氧堆肥，用于生產供自家使用的堆肥過程。家庭堆肥的時間較工業堆肥時間長，但一般最長不超過一年。

生物降解塑料不會造成環境危害

生物降解塑料其實是塑料中的一個特殊品種，其回收再利用和傳統塑料是沒有多大的區別，可以進行物理回收再利用，即熔融再生和再加工利用。

大家都特別關心生物降解塑料降解后的產物會不會對環境造成次生的危害，所以在對生物降解塑料的降解性能要求時增加了重金屬含量的指標，進行了嚴格的要求。

對可堆肥塑料其堆肥化后的堆肥進行了生態毒性試驗包括植物毒性試驗、蚯蚓毒性試驗等。對土壤可降解的生物降解地膜除了降解性能、重金屬含量規定外，在新的國際標準中對生態毒性等也進行了規定。因此，從目前看，符合標準要求的生物降解塑料其降解后對環境不會造成次生的危害。

在填埋時擔心生物降解塑料會釋放更多有害氣體，其實不必擔心。由于目前許多現代化的填埋場多數都會采用一些填埋過程中收集沼氣來能量回收的裝置，即使沒有回收沼氣也有相應的有機垃圾填埋后的沼氣釋放措施。在填埋場的垃圾中塑料的固體含量不到7%，且生物降解塑料目前的量也不到傳統塑料的1%，因此，即使填埋也不會有更多影響填埋場的沼氣的問題。

生物降解塑料其聚合物結構上也沒有氯元素等，焚燒時是不會有二惡英廢氣的。另外，生物降解塑料的聚酯結構，決定了其相比傳統塑料如聚乙烯等，主鏈上有機碳含量更低，在焚燒時候更容易充分燃燒。焚燒處理時，生物降解塑料比傳統塑料不會產生更多廢氣。

建立降解塑料標準體系的重要性

需要規范標識可生物降解塑料，避免出現誤導或以假亂真。生物降解檢測方法與標準體系的建立就顯得尤為重要，它不僅有助于產業的健康發展，促進市場快速形成，推動行業迅速成長，更有利于產品走向國際市場。

中國尚沒有針對可生物降解塑料標識的強制性標準或規定?，F相關的標準是GB/T20197-2006的《降解塑料的定義、分類、標志和降解性能要求》，其中規定了降解塑料標識應該包含產品的主要原料和組成信息、塑料的降解類別或降解方式以及標準號。GB/T 20197標準對標識的要求并未涉及認可標識、降解評估標準號、是否可回收等信息。

歐洲生物塑料協會在其出版的指南中建議：當一個產品聲稱其可生物降解時，產品應該要說明其符合什么降解標準（認證說明和標識）、其能完全降解的時間以及保證其完成生物降解過程的條件。

目前在生物降解檢測與要求方法方面，ISO國際標準檢測方法15項、可堆肥塑料要求1項，這16項標準中我國已等同轉化10項，且未轉化的國際標準主要是海水條件下的檢測方法。

在國際上被同行或像DIN CERTCO、BPI等認證機構認可的能夠檢驗這些方法的檢測實驗室約15個，其中我國實驗室主要是北京工商大學國家塑料制品質量監督檢驗中心（北京）。由此也可見，在生物降解的檢測與標準方面，我國并不落后，處于國際先進水平。

生物降解塑料的生產和使用

目前，全球生物降解塑料的產能約為100萬噸左右，年增長率約20%-30%，目前還是化石基來源的PBAT等生物降解塑料為主。這些塑料中以玉米淀粉為原料制備的生物降解塑料主要為聚乳酸，目前聚乳酸全球產能約為28萬噸/年，表觀消費量約為16萬噸/年。即使按照一些報道中的聚乳酸產能建設在近幾年都實現的話，利用玉米淀粉為原料制備的生物降解塑料也不過百萬噸級左右，這對糧食還不會造成根本的影響。從近5年乃至更長時間內，發展生物降解塑料對糧食危機的影響程度是很低的。

全生物降解塑料生產企業介紹，車間里沒有轟鳴的生產機械聲，沒有粉塵，甚至還有些淡淡的植物清香。原料從進料口通過螺桿，經過100多度的高溫和高壓融化后，根據需求設定厚度，經過圓形的風冷進行吹膜成型，變成一個長長的薄膜圓柱體，在空氣中冷卻后卷成全生物降解塑料袋的半成品。

生物塑料性能是可以信賴的。拿起一個寬度40公分左右的塑料袋，用力地向兩側拉開，可以拉伸到1米多仍沒有斷裂，袋子觸感十分柔軟。

一噸的原料除去消耗可以生產近920公斤的塑料袋；根據袋子厚度和大小的不同，一噸的原材料可生產十幾萬個袋子；如果一臺機器24小時工作的情況下，能生產650公斤的袋子。

目前已經應用的可降解材料包括淀粉復合材料、PLA、PBAT、PBS、PHA等等，2019年的總需求量近120萬噸，其中淀粉復合材料目前占比最大達到38%，PLA與PBAT分別排第二、第三，占比為25%和24%。然而淀粉屬于天然材料，性能缺陷很大，使用范圍非常受限，只是由于價格便宜才占比較高，目前產業發展都聚焦在PLA與PBAT之類的人工合成材料上。

制作全生物降解塑料袋，在使用上可以替代普通一次性塑料袋。目前大部分廠商都選用PBAT作為原材料。PBAT（聚對苯二甲酸/己二酸/丁二脂）本身是一種生物降解的材料，是成本低、力學性能高、生物安全性良好的材料。

生物塑料最快3個月實現完全降解。在普通的陽光、土壤和水的環境下，一年左右的時間就能實現完全降解；在堆肥的環境下最快3個月就能完全降解為二氧化碳和水。需要提醒，全生物降解的塑料制品在正常儲存和使用過程中性能非常穩定，不用擔心自行變質，在環境適宜、包裝完好、妥善保存的前提下，能保存一年甚至更長的時間。

生物降解材料發展趨勢

以可循環、易回收、可降解為導向，研發推廣性能達標、綠色環保、經濟適用的塑料制品及替代產品，打造有利于規范回收和循環利用、減少塑料污染的新業態新模式，是我國進一步加強塑料污染治理的基本原則，為生物降解塑料發展指明方向。

生物降解塑料行業面臨著良好的發展前景。對生物降解塑料予以清晰的定義，規范標識，開展有效的公共教育，是促進生物降解塑料研發生產和使用，推進塑料污染有效治理的必要舉措。隨著禁塑令的實施，生物降解塑料將逐步取代很多傳統一次性塑料制品。我國生物降解塑料技術革新、檢測評價與標準體系越來越完善，有關生物降解塑料的制造、加工、應用、可回收等技術性等也將更加成熟，生物降解塑料的生產、銷售、使用都在向大規模工業化階段邁進。