氧化可生物降解塑料:环境问题还是解决方案?

关于使用氧化可生物降解塑料存在争议。理解

可氧化生物降解

Oxo 可生物降解塑料是一种在接受助降解添加剂后,会在氧气、光、温度和湿度的影响下加速其碎裂的塑料。该材料的生物降解性在链中的代理之间产生了争议。但在进入这场辩论之前,有必要更多地了解塑料、其影响和替代品。

常规塑料的优缺点

塑料已被证明是一种对人类非常有用的材料。通过使用热、压力或化学反应的延展性和转化能力为其用作各种类型物体的原材料提供了塑性条件。它轻便、耐用、易于运输、坚韧灵活,已在许多领域逐步取代陶瓷、木材和玻璃等材料。因此,就便利性而言,塑料是一个重要的项目,并且在许多方面,它提供了技术发展。

但是,物质的生命不仅仅靠优势。塑料的原材料通常是石油,这是一种不可再生的自然资源,其大规模提取引发了关于其对环境影响的激烈争论。目前,作为世界主要能源的石油,已成为许多战争的起因,除了是许多国家的主要收入来源外,还与当前经济模式的相关利益息息相关。

从环境角度来看,与石油相关的风险与海洋酸化、全球变暖、其提取过程、泄漏、空气污染以及污染陆地动植物群和海洋的不当丢弃塑料残留物有关。也许微塑料(污染海洋的小塑料残留物)的例子充分证明,需要很好地观察这组负面的外部性,并且需要改进和开发有效处理问题的方法。

随着传统塑料可以解决的问题以及社会许多部门对解决此类问题的巨大需求,一些旨在解决或减少此类问题造成的损害的技术开始出现。淀粉塑料、PLA 塑料(也称为可堆肥塑料)和绿色塑料就是例子。

替代塑料的优缺点是什么?

与传统塑料一样,每种替代塑料都有积极和消极的一面。例如,淀粉塑料具有源自可再生资源、可堆肥、与人体生物相容和可生物降解的优点;但它很容易受到细菌的攻击(因此不能起到保护食物的作用),它的经济成本更高,而且正因为它是由蔬菜制成的,所以它需要耕地,这为人们对它的问题打开了大门。事实上,在太空中与致力于粮食生产的领域竞争。

PLA 塑料也是可生物降解的、可回收的,来自可再生和可堆肥的来源(仅在理想条件下),另一方面,与淀粉塑料一样,它的生产可能会受到质疑,因为它在空间上与食品生产竞争,以及当它发生在厌氧条件下时与其分解相关的 CO2 当量排放。

反过来,绿色塑料具有与传统塑料(油基)相似的物理化学特性,然而,其优势在于它源自甘蔗,而甘蔗在其开发过程中会捕获二氧化碳。另一个积极的方面是它的可回收性,在回收过程中它与其他传统塑料的结合没有限制。然而,由于材料处置不当而产生的废物产生的环境问题存在问题,这种情况类似于传统塑料的情况。其来自植物文化的可再生来源也引起了对可能与可耕地为食物目的的竞争以及它对单一栽培制度增加的影响的批评。

氧化可生物降解塑料

市场上出现的另一种对环境危害较小的产品是氧化生物降解塑料。经常看到食品袋或垃圾袋被称为“可氧化生物降解”或简单的生物降解袋。也存在于面包袋、手套、包装、瓶子、气泡膜和杯子中,这种塑料之所以这么叫是因为从理论上讲,它会发生两种不同的降解过程:化学和生物。为了可氧化,塑料必须被氧气降解(由于光和热的入射而加速的过程 - 紫外线)。并且要被认为是可生物降解的,它需要被细菌降解,细菌进行分解工作。

决定塑料的氧化降解条件(氧气降解)的是使用称为降解助剂的添加剂,通常是基于钴 (Co)、铁 (Fe)、锰 (Mn) 或镍 (Ni) 等元素的金属盐。它们被添加到塑料生产过程中的常规化合物中,这些化合物是由石油精炼副产品的资源制成的(并且在这个初始阶段还用作二氧化碳捕集器),例如聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯 (PS) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。因此,添加剂为塑料提供了破碎特性,这是生物降解的先决条件和必要条件。

巴西材料认证

为支持我国对此类产品感兴趣的消费者,巴西技术标准协会 (ABNT) 定义了使用具有氧化生物降解功能的塑料添加剂生态标签的条件。这是通过一个程序来完成的,该程序建立了以下要求,即含有在暴露于环境、堆肥过程或垃圾填埋场条件下加速聚烯烃降解的添加剂的产品必须满足才能获得使用 ABNT 环境质量标志的许可。该标准将氧化生物降解过程定义为“同时或相继发生的氧化和细胞介导现象导致的降解”,并通过确定塑料材料符合 ABNT PE-308.01 来建立此类认证的标准标准,2014 年 4 月,基于美国标准 ASTM D6954-04。

可氧化生物降解

对氧化生物可降解物的批判性观点

弗朗西斯科·格拉齐亚诺

一些观点对这些材料在任何条件下分散在环境中时是否有效和可降解的实际能力持怀疑态度 - 这可以被确定为环境危害。其中包括弗朗西斯科·格拉齐亚诺(Francisco Graziano),农学家、农业经济学硕士和圣保罗州前环境部长。他声称,选择使用含氧生物可降解物是一个错误,并质疑将化合物分解成肉眼不可见的颗粒的风险,以及与降解相关的温室气体排放,以及金属和其他化合物对土壤的污染:

“这项技术可以让塑料碎成小颗粒,直到肉眼消失,但它仍然存在于自然界中,现在被其缩小的尺寸所掩盖。随着严重的恶化。当受到微生物的作用时,除了释放温室气体,如二氧化碳和甲烷外,还会释放出普通塑料中不存在的重金属等化合物。标签上使用的油漆颜料也会与土壤混合”。

学术研究

学术研究描述了可氧化生物降解塑料物体无法完全通过氧化生物降解过程的情况。这些测试是在不同条件下进行的,引发了对聚合物结构完全改变、性能不可逆损失以及由天然生物活性引起的整体降解的怀疑。在这些研究中,可以提及由圣保罗大学(共混物和聚合物复合材料的光降解和光稳定)、圣玛丽亚联邦大学(传统和氧化生物可降解塑料袋的降解)、由以色列大学 Ben-Gurion do Negev(塑料生物降解的新视角)和 Faculty Assis Gurcazs,其目的是证明土壤被重金属污染,但没有发生,尽管有一些注释质疑材料的有效降解能力(验证含氧生物降解塑料袋废物中的铅和汞等重金属)。

另一方面,杰拉尔德·斯科特 (Gerald Scott) 在担任英国阿斯顿大学化学和高分子科学名誉教授、塑料生物降解性标准协会英国委员会主席和该协会科学委员会主席时进行的研究Oxo-biodegradable Plastics - 因此,塑料生物降解性主题的重要人物 - 捍卫 oxo-biodegradables。他在为 生物塑料杂志 06/09, 氧化生物降解塑料通常不是商业设计的堆肥,也不是设计用于厌氧分解或在垃圾填埋场降解。对于 Scott 来说,氧化可生物降解塑料不仅仅是为了破碎——它旨在让天然微生物在比堆肥(180 天)更大的时间范围内完全生物同化,但比天然废物(如树叶和树枝)的时间更短(十年或更长时间),并且比普通塑料(几十年)短得多。根据学术界的说法,所有塑料最终都会变得脆弱、破碎并被生物同化,但与氧化生物降解技术的不同之处在于该过程的速度,在其中加速。

国际机构

工业塑料协会 (SPI) 的生物塑料委员会在一份具体文件中声明,它揭示了其对可降解添加剂的立场(“关于可降解添加剂的立场文件”),关于使用氧化的安全性声明可生物降解材料在直译中是无效和误导性的,因为它们没有得到不符合当前公认标准的科学证据的支持。

该委员会还表示,与细菌产生的完全矿化相关的数据尚未向公众公布,氧化生物降解的主要影响是破碎(氧化降解)而不是生物降解,这对氧化生物降解过程的描述是错误的。在你的结论中:

“SPI生物塑料部门的立场是,任何索赔,尤其是针对消费者的索赔,都需要基于完善的规范和标准的科学证据的支持。就‘添加剂’而言,问题在于‘声称具有生物降解性’当没有证据支持这些声明或根据独立第三方接受的规范证明可生物降解时。让品牌所有者、零售商或最终消费者决定他们认为产品是“可生物降解的”是有风险的,因为因为这可能会导致不同的定义,只会导致更大的消费者混淆。随着可生物降解和可堆肥产品的不断增加,以及关于垃圾填埋场废物管理的辩论,行业有责任提供科学的由独立代理人明确且有根据的认证,他们向利益相关方保证所提供的产品满足其报废处理要求,并在其预期用途中提供真正的价值。”

欧洲塑料回收商协会 (EuPR) 长期以来一直对可氧化添加剂采取立场,根据其解释,这些添加剂对环境的危害大于益处。该组织还表示,相信这些材料的可生物降解性是一种公众误解,因为可氧化的添加剂最终只会变成碎片。此外,它声称将公众的注意力转移到回收利用上是一种伤害——经过行业、当局和民间社会的大力努力,回收率已达到目前的水平——使人们认为废物会自行降解。

回收

在 Scielo Brasil 上发表的一篇关于聚合物的文章中,里约热内卢联邦大学 COPPE 化学工程项目董事会教授何塞·卡洛斯·平托 (José Carlos Pinto) 就塑料问题对生态正确的信念提出了质疑是可生物降解的。他指出,如果塑料材料像处理食物和有机废物一样降解,由此产生的降解(例如,甲烷和二氧化碳)最终会进入大气和含水层,从而导致全球变暖。以及水和土壤质量的退化。他相信通过环境教育和正确的废物和尾矿收集政策来扭转材料产生的污染。它还描述了塑料不易降解这一事实的特点是差异化,使它们有可能多次重复使用,它们的可回收性,是有助于减少原材料消耗的巨大潜力的决定因素,能源和合理利用可用自然资源。何塞·卡洛斯·平托 (José Carlos Pinto) 认为,塑料为消除大气污染和减少世界净碳排放提供了独特的技术机会,因为它们可以将碳固定为固态。它对绿色塑料表示同情,因为它将乙醇在塑料生产(聚乙烯、聚丙烯或绿色 PET 的生产)中的使用与植物在从大气中捕获二氧化碳并产生固体材料时消耗的阳光联系起来,从而允许清洁地球的大气层。因此,他认为对塑料可生物降解性的“痴迷”仅仅是错误信息,并指出选择性收集和回收计划是解决塑料废物问题的方法。

巴西塑料工业协会 (Abiplast) 对掺入塑料材料的促降解添加剂有明确的立场。实体认为环境退化不是废物管理的充分解决方案,因此不建议在制造袋子和袋子以及其他塑料产品时使用含有促进降解添加剂的塑料材料,并承诺它们是环保的。关于氧化可生物降解材料,Abiplast 列出了一些研究,其中包括加州州立大学与奇科研究基金会合作开展的研究(2007 年)和印度研究人员开展的另一项研究(火灾、环境和爆炸安全中心和印度理工学院高分子科学与工程中心)和瑞典(皇家理工学院高分子技术系),美国化学学会出版:

“在这两项研究中,重要的考虑因素是回收与含有降解剂的塑料废物混合的塑料材料,这使得回收材料更容易受到环境降解的影响,尽管理论上可以使用适当的抗氧化剂来延迟降解的开始,但是,很难估计所需的理想抗氧化剂量。在这种情况下,促降解添加剂会显着影响消费后塑料材料的回收利用,因为它们会损害塑料材料的机械性能,从而缩短塑料产品的使用寿命。这些研究还考虑了无法预测塑料材料碎片将在环境中持续存在的时间段以及这些碎片对环境的潜在有害影响。这些研究还考虑了无法预测塑料材料碎片将在环境中持续存在的时间段以及这些材料对环境的潜在有害影响。”

无添加剂

图片:Abiplast

Abiplast 声称,国家固体废物政策 (PNRS) 没有考虑纯粹和简单的生物降解,只有在堆肥厂或厌氧生物消化器中进行才有意义,否则会导致自然资源、能源和水的浪费,进一步加剧了温室效应的不平衡和随之而来的全球变暖。该机构明白,处理消费后塑料垃圾的最有效解决方案是通过有效的选择性收集计划,包括消费者教育、市政、垃圾收集者、回收合作社和行业的整合和参与,以将这种垃圾转化为新的塑料根据第 12,305/2010 号法律,产品质量符合责任共担原则。

奥地利的 Transfercenter fur Kunststofftechnik (TCKT) 发布的一份报告描述了由制造促降解添加剂的公司委托进行的一项研究的结果,该组织可以归类为塑料技术转让中心。该研究旨在评估对基于可回收氧化生物降解塑料材料(含有促降解添加剂)制造的产品的影响(如果有的话),特别是用于户外使用的更厚的结构塑料化合物,例如塑料木材、花园家具、市政和路标,由于生产的材料越厚(与塑料袋中使用的薄膜形式不同),氧气越难渗透到塑料结构的主体中,因此不易发生氧化降解。根据作者的说法,该研究的结果没有显示出显着差异,比较了由回收的氧化可生物降解塑料和非添加剂回收塑料制造的产品。在与该研究相关的声明中,英国塑料联合会 (BPF) 公共和工业事务负责人弗朗西斯科·莫西罗 (Francisco Morcillo) 发表在专门的车辆塑料新闻欧洲上,揭示了一系列考虑因素,突出了实验发生的事实在材料中 含有氧可生物降解产品的回收材料,专门用于户外暴露的厚结构物体,表明人们担心英国和欧洲塑料回收行业的结构不能保证回收材料(添加剂)的必要安全性pro-degradants) 将仅用于此类产品。他还在出版物中指出,氧化可生物降解塑料在两到五年内不会降解,这段时间足以让此类材料进入包括海洋和河流在内的环境中,并指出这种可降解塑料的危险性大自然能够提供的产品,在某种程度上,甚至会鼓励废物的产生。

促降解添加剂生产商的地位

据氧生物降解塑料协会 (OPA) 称,氧生物降解塑料是一种添加了少量盐的传统塑料。该实体表示,这些盐不是重金属,在产品使用寿命结束时,这些盐会在有氧的情况下催化自然降解过程——并指出这不会发生在垃圾填埋场的深层。所有这些决定了聚烯烃在连续过程中的分子降解,直到材料被生物降解为二氧化碳、水和腐殖质,而不会在土壤中留下石油聚合物碎片。也就是说,直到材料不再以塑料为特征,成为可生物降解的材料。

由于每天有数千吨塑料垃圾进入世界各地,并且其持续存在数十年,因此 OPA 证明了对可氧化生物降解塑料的需求是合理的,而且无法有效收集所有塑料以进行回收或其他形式的负责任处置。

关于与材料的实际生物降解有关的问题,而不是其简单的破碎,OPA 强调,氧化生物降解技术在塑料产品的使用寿命结束时将其转化为可生物降解的材料,这是通过氧化(通过暴露于氧气)来实现的。该实体拒绝对这一事实产生怀疑的任何指控,并将某些问题归咎于非专业科学家关于氧化生物可降解技术的问题,以及有兴趣传播虚假信息以获取他们感兴趣的产品的营销优势的恶意个人。 OPA 声称可氧化生物降解塑料在开放环境中降解和生物降解的方式与自然废物相同,但这只会发生得更快。更重要的是,它不会留下有毒残留物或塑料碎片。对于该组织而言,如果氧化可生物降解塑料只是简单地破碎,而没有进行生物降解,那么欧洲标准化委员会 (CEN) 就不会将氧化降解性定义为“由氧化和细胞介导的现象同时或相继引起的降解”和美国标准化组织、英国和法国不会在 ASTM D6954、BS8472 和 ACT51-808 中包括生物降解性测试。

该协会明确指出,氧化可生物降解塑料的好处之一是其作为正常塑料废物流的一部分的可回收性。然而,它告知它在低温堆肥中不会迅速降解,因此在指定的时间范围内没有通过 EN13432 中的测试,尽管它适用于欧洲共同体法规要求的更高温度下的“容器”堆肥.

据该机构称,当在垃圾填埋场处置时,含氧生物降解塑料在垃圾填埋场中存在氧气的部分中仅部分以二氧化碳和水的形式分解和降解,但在垃圾填埋场的更深处不会发生降解。缺氧。

关于其成分中是否存在重金属,被告知的立场是它含有金属盐,甚至是人类饮食中所​​必需的微量元素,不应与铅、汞、镉等有毒重金属混为一谈。和铬。

OPA 声明此类材料源自石油或天然气的副产品,并且他们承认这些资源是有限的,但强调副产品的产生是因为世界需要燃料,并且这样的- 产品是否会用于制造塑料。他们强调了在源自甘蔗(巴西开发的技术)的聚乙烯类型塑料中使用促降解添加剂的可能性。

最后,该实体强调了氧化生物可降解产品的一个优势,即它可以被编程为在任何必要的时间尺度内降解。他们声称手提袋的平均保质期通常设计为大约 18 个月(以便分发、储存和重复使用),但更短或更长的期限是可能的,在此期间,袋子可以重复用于购买或用作垃圾箱的衬里等。他们声称热和光是降解过程的加速器,尽管不是必需的。如果在使用寿命结束时将其丢弃到环境中,该材料的降解和生物降解速度将比传统塑料快得多。 OPA 指出,非生物阶段的时间尺度可以通过实验室测试来预测,但没有必要或不可能预测后续生物降解的时间。

预防原则

通过本文中列出的所有论点,我们相信我们有助于用户更好地反思他们关于可能涉及使用或不使用氧化生物降解材料的消费实践的决定。关于氧化可生物降解物和与各种塑料材料相关的任何其他消费选择,始终重要的是要考虑:投入物是否来自可再生来源、它们的碳强度、可耕地面积是否受到损害对于食品材料的种植,避免或减少其对废物产生和循环经济的贡献、其潜在的污染、污染和加剧温室效应的气体排放,从而导致气候失衡。因此,对预防原则作出承诺始终很重要。

在我们当前的社会模式中,消费是我们个人表达的最引人注目的形式之一。我们的消费实践决定了重要的社会和环境影响,我们可以将其影响理解为外部因素、我们所做决定的内在后果,从道德上讲,其责任完全由我们承担。



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