中國濕巾代謝分析及環(huán)境影響評估

張宇婷,胡宇鵬, VORADA KOSAJAN,溫宗國

中國濕巾代謝分析及環(huán)境影響評估

張宇婷,胡宇鵬, VORADA KOSAJAN,溫宗國*

(清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院,清華大學(xué)工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展評價中心,北京 100084)

為評估濕巾塑料消耗及污染現(xiàn)狀,比較不同材質(zhì)濕巾環(huán)境影響表現(xiàn),開展了中國濕巾“生產(chǎn)—使用—廢棄處置”全過程物質(zhì)流分析,通過市場調(diào)研獲知濕巾材質(zhì)分布,開展全國消費者問卷調(diào)查獲知廢棄濕巾流向.對不同材質(zhì)濕巾開展全生命周期環(huán)境影響評價,系統(tǒng)比較評估其環(huán)境影響.結(jié)果表明,“70%聚酯纖維+30%粘膠纖維”混合材質(zhì)濕巾是中國最為常見的濕巾類型,2019年中國濕巾用塑量達(dá)41萬t,經(jīng)消費者使用丟棄后約有18.9%直接泄露進(jìn)入自然環(huán)境.在焚燒、填埋處置方式中,全粘膠纖維濕巾全生命周期綜合環(huán)境影響比全聚酯纖維濕巾低38%,前者水污染突出但資源消耗、毒性風(fēng)險優(yōu)勢明顯;在直接泄露方式中,全粘膠纖維濕巾可避免聚酯纖維泄露后崩解為微塑料纖維的環(huán)境風(fēng)險.

濕巾；聚酯纖維；粘膠纖維；物質(zhì)流分析；環(huán)境影響

濕巾是生活中常見的個人護(hù)理產(chǎn)品,根據(jù)用途劃分可以分為通用型、嬰兒專用、女性衛(wèi)生專用、卸妝用、居家清潔用、廚房用、廁用等.中國濕巾市場增長迅速,市場規(guī)模年增速維持在20%以上,2019年市場規(guī)模達(dá)219.9億元,且受新冠疫情影響,濕巾銷售量將進(jìn)一步擴(kuò)大[1].

水刺無紡布是濕巾的主要組成成分,其纖維原料分為石油基纖維和生物基纖維兩大類.以全國非織造科技信息中心發(fā)布的數(shù)據(jù)口徑統(tǒng)計,2019年中國水刺無紡布產(chǎn)量共95.5萬t,其中濕巾消耗63.25萬t[2].其主要原料聚酯纖維可引發(fā)塑料消耗及污染.此外,濕巾單片重量小、使用場景分散,可能通過各類途徑導(dǎo)致塑料泄露進(jìn)自然環(huán)境.研究發(fā)現(xiàn),歐洲污水處理廠附近河道沉淀物中的微塑料纖維與濕巾塑料纖維成分一致,是被極大低估的白色塑料纖維來源[3]. 2019年,歐盟在《有關(guān)限制某些塑料制品使用的指令(EU)2019/904》[4]中將“濕巾”列為管控對象.相比之下,中國《關(guān)于進(jìn)一步加強塑料污染治理的意見》等政策中尚未對濕巾予以充分關(guān)注,對濕巾含塑及其環(huán)境影響的社會認(rèn)知明顯不足.

為科學(xué)認(rèn)知濕巾塑料污染潛力,有必要識別濕巾中含塑材質(zhì)的使用量及廢棄流向.濕巾材質(zhì)類別眾多,缺乏規(guī)范統(tǒng)計,較難獲知材質(zhì)分布.部分濕巾被直接丟棄進(jìn)入環(huán)境,此類未進(jìn)入正規(guī)處理體系的方式取決于消費者丟棄行為,其比例難以統(tǒng)計.目前尚無關(guān)注以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的研究,需加以突破.現(xiàn)有研究中,已證明濕巾具有導(dǎo)致微塑料泄露的風(fēng)險,通過抽檢測樣證明在海洋沉積物[3]和魚體[5]中發(fā)現(xiàn)了以微塑料形式存在的廢纖維.關(guān)于濕巾環(huán)境影響管理和可持續(xù)發(fā)展的研究中,有研究針對某個護(hù)理產(chǎn)品企業(yè)[6]或品牌[7]進(jìn)行可持續(xù)性評估,但尚無濕巾產(chǎn)品的全生命周期環(huán)境影響研究. 全生命周期分析(LCA)可定量化評估環(huán)境影響,已被廣泛用于計算塑料包裝物[8]、煤制天然氣[9]、生活垃圾處理[10]等產(chǎn)品、技術(shù)或過程的全生命周期環(huán)境影響.基于此,本研究首次揭示了濕巾代謝情況,并開展環(huán)境影響核算比較.

本研究進(jìn)行了中國濕巾生產(chǎn)、消費、廢棄處置的全過程物質(zhì)流分析(MFA),基于行業(yè)調(diào)研和消費者丟棄行為調(diào)查明確了濕巾塑料消耗量及泄露量.開展了不同材質(zhì)濕巾產(chǎn)品的全生命周期環(huán)境影響評估(LCA),基于纖維生產(chǎn)廠商實地調(diào)研獲知生產(chǎn)參數(shù),進(jìn)行生物基濕巾、含塑濕巾環(huán)境影響比較評估,明確濕巾環(huán)境影響來源,為濕巾環(huán)境風(fēng)險管控措施提出建議.

1 研究方法

1.1 物質(zhì)流分析

物質(zhì)流分析(MFA),是一種在區(qū)域范圍內(nèi),對某種物質(zhì)進(jìn)行代謝研究的核算方法學(xué).MFA追蹤物質(zhì)從自然界開采進(jìn)入人類經(jīng)濟(jì)體系中,并經(jīng)過經(jīng)濟(jì)活動在不同時段和區(qū)域中流動,最后回到自然環(huán)境的全生命周期過程[11].為全面評估中國濕巾產(chǎn)品物質(zhì)代謝流動,本研究以濕巾材質(zhì)為考慮因素,選擇不同材質(zhì)類別濕巾作為代謝對象;系統(tǒng)邊界為中國地區(qū)范圍內(nèi)濕巾從原料生產(chǎn)到廢棄處置的全過程,分為濕巾生產(chǎn)階段和濕巾廢棄處置階段.

生產(chǎn)階段.基于行業(yè)調(diào)研,聚酯纖維和粘膠再生纖維素纖維(以下簡稱粘膠纖維)是濕巾生產(chǎn)所用水刺無紡布的主要原料.其中,市場主流濕巾產(chǎn)品以“30%粘膠纖維+70%聚酯纖維”無紡布為主,另外還存在其他材質(zhì)配比濕巾.由于成本較高,全降解濕巾(即“100%粘膠纖維”)尚未形成市場規(guī)模.由于缺少準(zhǔn)確行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù),本研究對國內(nèi)龍頭濕巾品牌商及無紡布生產(chǎn)商等進(jìn)行座談?wù){(diào)研,獲知市場上90%以上的濕巾含塑,并估算濕巾產(chǎn)品市場分布(表1).

廢棄處置階段.濕巾產(chǎn)品經(jīng)消費者使用后進(jìn)入廢棄處置階段.進(jìn)入環(huán)衛(wèi)體系后,將被填埋或焚燒;若直接丟棄,將泄漏進(jìn)自然環(huán)境.本研究中的“環(huán)境泄露”,是指塑料制品在生命周期末端沒有得到妥善處理,無序排放進(jìn)入自然環(huán)境,例如土壤、海洋等自然環(huán)境的過程.由于濕巾單片重量小,使用場景多,廢棄地點分散,可能存在較高的泄露風(fēng)險.為此本研究在全國開展了2461份消費者問卷調(diào)查,用于調(diào)查消費者在使用濕巾后的丟棄行為.調(diào)查結(jié)果顯示,濕巾產(chǎn)品使用后平均有18.9%概率直接泄露進(jìn)入環(huán)境.

表1 濕巾產(chǎn)品市場分布

1.2 研究情景構(gòu)建

基于全生命周期理論思想,本研究綜合考量不同材質(zhì)濕巾的生產(chǎn)和處置方式,構(gòu)建濕巾全生命周期研究情景.

根據(jù)濕巾物質(zhì)代謝分析,共選擇3種具有代表性的材質(zhì)類別濕巾和3種廢棄處置去向,設(shè)置了9個情景進(jìn)行比較分析(表2).在濕巾類型中,選取“三七濕巾”、“全塑濕巾”及“全降解濕巾”三類濕巾為對象,開展比較不同材質(zhì)濕巾的環(huán)境影響.其中“三七濕巾”是我國目前最常見的濕巾類型;“全塑濕巾”價格較低,在低端市場有所運用,代表完全不可降解濕巾;“全降解濕巾”是100%生物基產(chǎn)品,具有可完全自然降解的特性,可能是一種有前景的環(huán)保產(chǎn)品.在處置方式中,考慮了填埋、焚燒和直接泄露3種廢棄處置方式,實現(xiàn)對濕巾廢棄處置去向的全覆蓋,并命名填埋及焚燒為“傳統(tǒng)處置方式”.

表2 濕巾全產(chǎn)業(yè)鏈情景設(shè)置描述

1.3 全生命周期環(huán)境影響評價

LCA方法學(xué)適用于分析產(chǎn)品環(huán)境特征并支撐決策[12],具有成熟的國際標(biāo)準(zhǔn).ISO14000系列中明確了LCA確定目標(biāo)、確定系統(tǒng)邊界、清單分析的基本框架[13],提出LCA的結(jié)果解釋原則[14]并進(jìn)行案例展示[15].

依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn),本研究確定系統(tǒng)邊界為一張濕巾生產(chǎn)—消費者使用—廢棄處置的全過程(圖1).其中,生產(chǎn)環(huán)節(jié)追溯至原生資源的開采(如聚酯纖維制造中的石油開采、粘膠纖維制造中的樹木砍伐),廢棄處置環(huán)節(jié)包括焚燒、填埋及直接泄露進(jìn)環(huán)境,在該范圍內(nèi)的所有生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)、廢棄處置環(huán)節(jié)等均納入系統(tǒng)邊界.在不影響科學(xué)性的前提下,劃定系統(tǒng)邊界時確立部分規(guī)則:(1)濕巾行業(yè)中存在多個運輸階段,如原材料運輸、濕巾產(chǎn)品銷售運輸、濕巾廢棄后收集轉(zhuǎn)運等.這些運輸存在環(huán)境影響風(fēng)險,但由于與研究關(guān)注的濕巾材質(zhì)及處置方式下的環(huán)境影響比較無直接關(guān)聯(lián),因此統(tǒng)一未將運輸環(huán)節(jié)納入系統(tǒng)邊界;(2)大多數(shù)情況下,生產(chǎn)設(shè)備、廠房、生活設(shè)施等可以忽略,如粘膠纖維生產(chǎn)廠使用的紡絲機、烘干機等機器的生產(chǎn)環(huán)節(jié)未納入系統(tǒng)邊界,所有生產(chǎn)廠房的建設(shè)及生活設(shè)施消耗均未納入系統(tǒng)邊界;(3)在選定環(huán)境影響類型范圍內(nèi)的已知排放數(shù)據(jù)不應(yīng)忽略,但對非重點污染管控企業(yè)無集中監(jiān)測的污染物可以忽略.

圖1 濕巾全生命周期評價系統(tǒng)邊界

功能單元是產(chǎn)品系統(tǒng)提供功能(使用價值)的度量單位.本研究在進(jìn)行不同材質(zhì)濕巾比較時,以“一張濕巾”作為功能單元.一張濕巾的平均重量由行業(yè)調(diào)研獲取.

對應(yīng)濕巾生產(chǎn)工藝流程,介紹各環(huán)節(jié)所需數(shù)據(jù)項及數(shù)據(jù)來源(表3).數(shù)據(jù)來源主要為現(xiàn)場調(diào)研、消費者問卷調(diào)查、已有研究報告及Gabi數(shù)據(jù)庫[16].對福建某粘膠纖維生產(chǎn)廠、江西某無紡布生產(chǎn)廠、福建某濕巾生產(chǎn)廠開展了實地調(diào)研,收集工廠運營記錄及排放監(jiān)測數(shù)據(jù),獲取生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)及投入產(chǎn)出情況.

按照“環(huán)境污染、資源消耗與毒性影響”的總體分類原則,結(jié)合濕巾全生命周期環(huán)境影響特點,選擇納入9項特征化環(huán)境影響指標(biāo)(表4).由于不同材質(zhì)濕巾生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及石油、木材、水資源等消耗,選擇納入FD、FC指標(biāo);全產(chǎn)業(yè)鏈存在污染排放,包括生產(chǎn)工業(yè)廢水排放、煙氣排放,濕巾廢棄進(jìn)入最終填埋、焚燒時也存在焚燒煙氣排放或填埋滲濾液排放,均會導(dǎo)致水體污染和大氣污染,納入GWP、PMF、POF、AP作為大氣污染表征指標(biāo),FE作為水污染表征指標(biāo);各環(huán)節(jié)污染物排放具有引發(fā)人體毒性和生態(tài)毒性的風(fēng)險,納入HT、TE指標(biāo)分別表征.

表3 濕巾全生命周期評價數(shù)據(jù)項及數(shù)據(jù)來源

表4 環(huán)境影響類型指標(biāo)及釋義

國際通用的環(huán)境影響評估模型眾多,如IMPACT2002+、Eco-indicator 99、CML模型等[17].本研究選用基于以上模型發(fā)展而來的ReCiPe模型進(jìn)行量化分析,ReCiPe模型分為中點(Mid-point)和終點(End-point)兩個層面,可包含以上主要特征化環(huán)境影響類型指標(biāo)[18].為開展各環(huán)境影響指標(biāo)的比較分析,選取ReCiPe模型標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)進(jìn)行歸一,基于環(huán)境基準(zhǔn)值計算不同環(huán)境影響類型的相對大小以消除量綱影響;為獲得LCA評價的總體環(huán)境影響,進(jìn)行環(huán)境影響加權(quán)獲得綜合環(huán)境影響指標(biāo).

2 結(jié)果與討論

2.1 濕巾物質(zhì)流分析

依據(jù)濕巾物質(zhì)代謝分析,獲取濕巾材質(zhì)分布及廢棄流向.廢棄濕巾產(chǎn)品平均有18.9%概率直接泄露進(jìn)入自然環(huán)境;其余 81.1%濕巾產(chǎn)品將進(jìn)入市政環(huán)衛(wèi)體系,根據(jù)不同城市的環(huán)衛(wèi)基礎(chǔ)設(shè)施布局情況分別進(jìn)入焚燒廠與垃圾填埋場(選用2019年全國平均水平53%焚燒,47%填埋19).模擬中國濕巾市場物質(zhì)代謝流動,2019年濕巾用塑量(按聚酯纖維用量計算)約41萬t,濕巾廢棄導(dǎo)致了7.8萬t聚酯纖維直接泄露進(jìn)入環(huán)境,該數(shù)值接近當(dāng)年中國不可降解快遞膠帶(按聚丙烯用量統(tǒng)計)全部用量.

2.2 濕巾傳統(tǒng)處置方式環(huán)境影響評估

2.2.1 市場主流濕巾生產(chǎn)環(huán)境影響來源 采用選定的評價方法及指標(biāo),本研究首先以我國市場中最為常見的“三七濕巾”為關(guān)注對象,追溯其生產(chǎn)過程的生命周期環(huán)境影響來源(圖3).

圖2 2019年中國濕巾物質(zhì)代謝流動圖(萬t)

無紡布生產(chǎn)階段的環(huán)境影響貢獻(xiàn)僅占全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)總排放的0.04%～18.31%,濕巾產(chǎn)品生產(chǎn)階段的環(huán)境影響貢獻(xiàn)僅占全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)總排放的0.02%～7.17%.在這兩個階段中,電耗均為環(huán)境影響貢獻(xiàn)最大的因素,在無紡布生產(chǎn)和濕巾產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境影響指標(biāo)中平均占比分別為83.4%和83.0%.粘膠纖維生產(chǎn)和聚酯纖維生產(chǎn)兩個環(huán)節(jié)是主要的環(huán)境影響來源,二者的環(huán)境影響貢獻(xiàn)共占“三七濕巾”全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)總排放的80.1%～99.8%.二者在不同類型的環(huán)境影響指標(biāo)中貢獻(xiàn)程度不同.聚酯纖維生產(chǎn)貢獻(xiàn)了絕大部分的人體毒性(HT)指標(biāo)、光化學(xué)效應(yīng)(POF)指標(biāo)和全球變暖(GWP)指標(biāo),尤其是在人體毒性(HT)指標(biāo)中,占到了全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)總排放的75%,這是由于聚酯纖維生產(chǎn)上游的石油煉制和熱裂解存在汞和芳烴等有毒污染物排放風(fēng)險,源自天然的粘膠纖維可有效避免此類健康損害.但在水體富營養(yǎng)化(FE)指標(biāo)中,粘膠纖維生產(chǎn)貢獻(xiàn)98%.這是由于粘膠纖維的上游種樹存在農(nóng)藥化肥的施用以及粘膠生產(chǎn)工藝中存在酸性廢水排放.聚酯纖維生產(chǎn)貢獻(xiàn)了80%的化石能源消耗(FD),以及52%的水資源消耗(FC).

綜上,一張“三七濕巾”的環(huán)境影響來源于不同環(huán)節(jié),無紡布生產(chǎn)和濕巾產(chǎn)品生產(chǎn)僅為物理過程,影響較小.粘膠纖維和聚酯纖維生產(chǎn)更值得關(guān)注,證明了材質(zhì)選擇的重要性.水污染多源自粘膠纖維生產(chǎn);資源消耗和毒性風(fēng)險多源自聚酯纖維生產(chǎn).進(jìn)一步追溯粘膠纖維生產(chǎn)的具體階段,水污染主要源自其木漿生產(chǎn)階段的化肥、農(nóng)藥使用.

圖3 一張“三七濕巾”的主要生產(chǎn)階段環(huán)境影響貢獻(xiàn)

2.2.2 不同材質(zhì)濕巾環(huán)境影響比較分析 以“一張濕巾”為功能單元,比較不同材質(zhì)濕巾的全生命周期環(huán)境影響. 對應(yīng)本研究設(shè)定的主要情景,研究了三類濕巾的填埋、焚燒6類情景(圖4).

在全球變暖指標(biāo)(GWP)上,各情景在生產(chǎn)階段差異較小.隨著濕巾產(chǎn)品中粘膠比例的增加,濕巾生產(chǎn)階段在全球變暖指標(biāo)上的環(huán)境排放會略有增加.這是由于漿粕是粘膠纖維的主要原材料,其生產(chǎn)過程需進(jìn)行樹木種植和砍伐,該過程會引發(fā)溫室氣體(GHG)排放風(fēng)險;而含塑濕巾水刺無紡布生產(chǎn)的溫室氣體排放,主要源自聚酯纖維的上游化石原料開采.關(guān)注末端處置環(huán)節(jié),可發(fā)現(xiàn)S7相比其他情景有顯著貢獻(xiàn),這是因為生物基產(chǎn)品在填埋過程中可能產(chǎn)生溫室氣體(如甲烷),而化石基材料由于其極為穩(wěn)定、不可降解的特征,在填埋期間的溫室氣體排放可以忽略.綜合來看,不同材質(zhì)配比濕巾的溫室氣體排放來源不同,但都具有一定的溫室效應(yīng)風(fēng)險.

圖4 不同材質(zhì)濕巾廢棄處置情景下的環(huán)境影響指標(biāo)

在酸化(AP) 指標(biāo)上,“全降解濕巾”最為突出,達(dá)到“三七濕巾”的1.7倍,這是由于粘膠生產(chǎn)工藝中使用酸性物質(zhì).考慮末端處理, S2、S5和S8均有較為顯著的減排效益,這是由于在焚燒發(fā)電中,傳統(tǒng)塑料熱值更高,焚燒后可替代火力發(fā)電,從而降低酸化影響.

在水體富營養(yǎng)化(FE)指標(biāo)上,“全降解濕巾”尤其突出,達(dá)到“三七濕巾”的3.2倍.該結(jié)論與粘膠纖維生產(chǎn)工藝有關(guān),在漿粕制造及其上游環(huán)節(jié)需消耗化肥農(nóng)藥,增加水體營養(yǎng)負(fù)荷;在紡絲階段消耗了硫酸、硫酸鋅等化學(xué)藥劑,對水體環(huán)境造成一定風(fēng)險.

在化石能源消耗(FD)指標(biāo)上,“全降解濕巾”具有明顯優(yōu)勢.傳統(tǒng)含塑濕巾中聚酯纖維多源自石油開采加工,是典型的化石能源消耗;而粘膠纖維源自自然界,屬于可再生資源.“全降解濕巾”在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的電耗、輔助原料等也會導(dǎo)致部分化石能源消耗,但總體消耗比“三七濕巾”低54%,比“全塑濕巾”低62%,可有效節(jié)約原生資源.考慮末端處理,焚燒處理可有效降低FD指標(biāo),是由于焚燒發(fā)電替代火力發(fā)電而帶來的節(jié)約能源效益.

在人體毒性(HT)指標(biāo)上,“全降解濕巾”體現(xiàn)出極大優(yōu)勢.生物基產(chǎn)品上游種植階段也可能存在人體毒性影響,但與其他材質(zhì)相比,“全降解濕巾”生產(chǎn)可比“三七濕巾”減少52%的人體毒性風(fēng)險,比“全塑濕巾”減少58%.化石基塑料產(chǎn)品的主要原材料源自石油煉制和熱裂解,再經(jīng)過加工制成聚酯纖維等塑料產(chǎn)品.在熱裂解過程會產(chǎn)生多種大氣污染物及粉塵,包括對人體毒健康有影響的汞和芳烴等污染物,同時也會向水體排放硫化物、重金屬離子砷、汞及有機化合物等,導(dǎo)致含塑濕巾人體毒性風(fēng)險較高.考慮末端處置階段,焚燒會通過替代火力發(fā)電從而避免人體毒害,填埋手段無明顯表現(xiàn).“全降解濕巾”的推廣可減少塑料產(chǎn)品生產(chǎn)從而削減人體毒性負(fù)面影響.

在陸地生態(tài)毒性(TE)指標(biāo)上,“全降解濕巾”可比“三七濕巾”減少47%的陸地生態(tài)毒性風(fēng)險,比“全塑濕巾”減少33%.在焚燒、填埋的無害化傳統(tǒng)處置方式下,生態(tài)毒性主要集中在生產(chǎn)環(huán)節(jié),但生物基材質(zhì)仍體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢.若考慮直接泄露進(jìn)環(huán)境的非傳統(tǒng)廢棄流向,含塑濕巾分解為微塑料形式將帶來更大的生態(tài)毒性風(fēng)險.

此外對6類情景進(jìn)行綜合加權(quán),“全降解濕巾”表現(xiàn)最為良好(S7、S8),“全塑濕巾”表現(xiàn)最差(S4、S5),前者加權(quán)綜合環(huán)境影響指標(biāo)平均比后者低38%;兩類不同處置方式相比,焚燒總是優(yōu)于填埋(S2

2.3 濕巾泄露方式環(huán)境影響評述

除焚燒、填埋外,還有18.9%廢棄濕巾泄露進(jìn)入環(huán)境.海洋、陸地塑料泄露已成為重要環(huán)境問題,備受國際關(guān)注.有研究指出大太平洋垃圾帶(GPGP)中在160萬km2海域內(nèi)至少漂浮著79萬t塑料[20],其中塑料微粒占比很高[21].陸地環(huán)境塑料泄露尚缺乏系統(tǒng)評估.農(nóng)用地膜破碎、有機肥施用、污水灌溉、污泥農(nóng)用、大氣沉降以及地表徑流等是土壤塑料的主要來源途徑[22],而農(nóng)作物可以通過裂縫進(jìn)入模式吸收亞微米級別塑料,進(jìn)而影響食物鏈安全[23].微塑料具有生物積累和威脅生態(tài)系統(tǒng)健康的潛力[24],并最終影響人體健康也被不斷證實[25].

在微塑料中,合成纖維占比極大.聚酯纖維在使用后隨清洗和污水處理管道輸送,最終大量進(jìn)入海洋[26].滲透到極地地區(qū)的微塑料中90%以上是合成纖維,聚酯纖維又占合成纖維總量的73%[27-28].含塑濕巾泄露后便是以微纖維形式對不同生態(tài)體系產(chǎn)生持續(xù)危害,同時存在食物鏈富集作用進(jìn)入人體的風(fēng)險.此外,根據(jù)本研究開展的2461份消費者濕巾丟棄行為調(diào)研,中國東南沿海、長江沿線、生態(tài)敏感脆弱地帶濕巾泄露風(fēng)險均較高,進(jìn)一步表明含塑濕巾直接泄露后潛在環(huán)境影響突出.

2.4 濕巾塑料污染防治對策

濕巾含塑、使用場景多、泄露風(fēng)險高,是值得引起關(guān)注的塑料制品.目前,中國已發(fā)布實施的《關(guān)于進(jìn)一步加強塑料污染治理的意見》及配套《國家禁止、限制生產(chǎn)、銷售和使用的塑料制品目錄》中,均未對濕巾給予足夠關(guān)注,存在政策關(guān)注點的調(diào)整必要和空間.可考慮分階段、分地區(qū)依次落實低端含塑量高的濕巾制品的禁止或限制工作,并充分考慮成本可行性,有序推進(jìn)原料替代.除生產(chǎn)端調(diào)整外,消費端轉(zhuǎn)變也十分重要.進(jìn)一步加強濕巾含塑的科學(xué)認(rèn)知宣傳,如在濕巾包裝成分表中注明無紡布原材料,并引導(dǎo)消費者丟棄行為轉(zhuǎn)變以降低濕巾直接泄露率.生產(chǎn)端推進(jìn)材料替代、消費端推廣綠色生活方式、廢棄端規(guī)范處置方式共同發(fā)力,減小濕巾塑料污染.

3 結(jié)論

3.1 濕巾是重要的擦拭品產(chǎn)品,其在中國生產(chǎn)、消費使用及廢棄處置的全流程物質(zhì)代謝流動可揭示該產(chǎn)品的環(huán)境影響規(guī)律.目前90%以上濕巾產(chǎn)品含塑,泄漏到環(huán)境中難降解.2019年,濕巾用塑量(按聚酯纖維用量計算)約41萬t,導(dǎo)致了7.8萬t聚酯纖維直接泄露進(jìn)入環(huán)境.

3.2 在焚燒、填埋傳統(tǒng)處置方式下,“全降解濕巾”(100%粘膠纖維)的加權(quán)綜合環(huán)境影響指標(biāo)比“全塑濕巾”(100%聚酯纖維)低38%.其中,生物基濕巾與含塑濕巾在大氣污染中表現(xiàn)各有優(yōu)劣,生物基濕巾水污染影響突出,含塑濕巾在資源消耗和毒性風(fēng)險中影響突出.

3.3 在直接泄露方式下,含塑濕巾泄露會以微纖維形式帶來較大的環(huán)境風(fēng)險,采用生物基可降解材質(zhì)替代是實現(xiàn)含塑濕巾污染控制的解決方案之一.

3.4 濕巾塑料污染防治需生產(chǎn)端、消費端等全產(chǎn)業(yè)鏈不同階段合作推進(jìn).

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Material metabolism analysis and environmental impact assessment of wet wipes in China.

ZHANG Yu-ting, HU Yu-peng, VORADA KOSAJAN, WEN Zong-guo*

(School of Environment, Tsinghua University, Industrial Energy Saving and Green Development Assessment Center, Beijing 100084, China)., 2021,41(11)：5438～5445

In order to evaluate the current status of plastic consumption and pollution of wet wipes and compare the environmental impact performance of wet wipes of different materials, this study carried out the material flow analysis of China’s wet wipes from production to final disposal. The primary data of materials of wet wipes was gained through field research and the flow direction of waste wet wipes was found out by conducting a national consumer questionnaire. The study evaluated and compared the life cycle environmental impacts of different types of wet wipes. The results showed that “70% polyester fiber + 30% viscose fiber” mixed wet wipe is the most common type of wet wipe in China. In 2019, the amount of plastic used in wet wipes in China reached 0.41million tons, and about 18.9% of them leaked directly into the natural environment after being discarded by consumers. In the incineration and landfill scenario, the comprehensive environmental impacts of “100% viscose fiber” wet wipes throughout the life cycle were 38% lower than “100% polyester fiber” wet wipes. The former had prominent water pollution while had obvious advantages of resource consumption and toxicity risk. In the direct leakage scenario, “100% viscose fiber” wet wipes can avoid various risks caused by polyester fibers disintegrating into microplastic fibers.

wet wipes；polyester；viscose fiber；material flow analysis；environmental impact

X820.3

A

1000-6923(2021)11-5438-08

張宇婷(1996-),女,內(nèi)蒙古巴彥淖爾人,清華大學(xué)博士研究生,主要從事環(huán)境政策管理研究.發(fā)表論文4篇.

2021-03-12

國家杰出青年科學(xué)基金(71825006)

* 責(zé)任作者, 教授, wenzg@tsinghua.edu.cn