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可降解塑料的特点范文1
【关键词】环保购物袋；可降解；油墨；石头纸
0.前言
随着人们生活水平的不断提高，人们的环保观念也不断提升。大家对过度包装浪费资源，包装物弃置污染环境等情况不断发出声讨。国家也出台了“限塑”令，通过有偿使用减小购物袋的用量。但作为日常生活必不可少的用品，大部份购物袋在使用完后仍然会被丢弃成为生活垃圾。绝大部分最终作为塑料垃圾进入环境，而塑料大多化学性能稳定，在自然环境中分解需要100～300年。如果用焚烧方法处理，焚烧设施不仅需投入大量资金，焚烧时还会有二恶英等多种有毒物质产生，造成二次污染。而对于回收利用，收集或即使强制收集进行回收利用，它的经济效益也不太好。所以要从根本上解决废塑料的环境污染问题，就应该用能降解或易降解的购物袋代替普通塑料购物袋。现在笔者根据多年的印刷和油墨生产实践经验，应如何为制造可降解环保购物袋的几点应用体会，愿与大家共同探讨。
1.制造可降解环保购物袋材料
制造新型可解环保购物袋，最重要的是要选用合适的材料。首先就是选用无污染的可降解材料替代普通塑料薄膜，还有就是选用合适的环保型印刷油墨。这样才有可能制造出符合环保要求的购物袋。
1.1环保基材的选择
目前可用的可降解材料有以下几种：
1.1.1光降解塑料
光降解塑料一般是指在光（紫外光）的照射下，引起光化学反应而使大分子链断裂和分解的塑料。光降解塑料可分为添加型和合成型两类。添加型是在高分子材料中添加光敏剂，由光敏剂吸收光能后产生自由基，促使高分子材料发生氧化作用后进而引发聚合物分子链断裂使其降解。降解式将光敏基团（如羧基、双键等）导入高分子结构内赋予材料光降解的特性。常用的光敏剂有过渡金属络合物、硬脂酸盐、N，N-二丁基二硫代氨基甲酸铁等，用量约1%～3%（质量）。合成型光降解塑料是通过共聚反应在塑料的高分子主链上引入羰基等感光基团而赋予其光降解特性的，并可以通过调节光敏基团的含量来控制光降解活性。现在已知以一氧化碳或乙烯酮类为光敏单体与烯烃类单体共聚，可合成含羰基结构的聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC）等光降解聚合物。光降解塑料只能在光照下降解，受气候环境、地理因素制约很大，如果埋地部分不能降解，而且价格较高，因此光降解塑料很难广泛推广使用。
1.1.2生物降解塑料
生物降解能很好的解决埋地部分不能降解的问题。目前研究开发的生物降解材料有天然高分子材料、微生物合成高分子材料、 人工合成高分子材料以及共混性高分子（添加型）材料。天然高分子型是利用淀粉、纤维紊、甲壳质、蛋白质等天然高分子材料制备的生物降解材料。其特点是贮存运输方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，不但可以用于农用地膜、包装袋，而且广泛用于医药领域。生物合成的完全生物降解塑料是微生物把某些有机物作为食物源，通过生命活动合成的高分子化合物。通过微生物合成而得到的生物降解塑料以聚羟基脂肪酸酯（PHA）类为多，其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）及PHB和PHV的共聚物（PHBV）。化学合成法合成的生物降解塑料大多是在分子结构中引入能被微生物降解的含酯基结构的脂肪族聚酯，目前具有代表性的产品有聚己内酯（PCL），聚琥珀酸丁二醇酯（PBS），聚乳酸（PLA），以及最近国内研究最热的二氧化碳基生物降解塑料等。另外按降解方法分生物降解可以分为：（1）生物物理降解法：当微生物攻击侵蚀高聚物材料后由于生物细胞的增长使聚合物组分水解、电离或质子化而分裂成低聚物碎片，聚合物分子结构不变，这是聚合物生物物理作用而发生的降解过程。（2）生物化学降解法：由于微生物或酶的直接作用，使聚合物分解或氧化降解成小分子，直至最终分解成为二氧化碳和水，这种降解方式属于生物化学降解方式。同样生物降解塑料也存在价格较高
1.1.3光-生物双降解塑料
光-生物双降解塑料具有光、生物的双重降解性。是当前世界降解塑料的主要开发方向之一。试验表明光-生物双降解塑料可在一个特定时间内（通常为9个月～5年）在环境中能完全分解。但由于合成型光降解塑料成本较高，研究较少。目前研究较多的是掺混型光一生物双降解塑料。
1.1.4石头纸
石头纸是一种由碳酸钙研磨粉与高分子聚合物、胶合剂为原材料的新型材料，广义上说石头纸也是光-生物双降解类材料。石头纸具有既可替代传统的植物纤维纸张、专业性纸张，又能替代传统的大部分塑料薄膜，且具有成本低、可控性降解的特点，能够为使用者节省大量的成本，且不会产生污染。从替代塑料包装物角度看，它能为国家节省大量的石油资源，产品使用后能够降解，不会造成二次白色污染。另外石头纸与上面进过的几种可降解塑料相比，还具有不可燃性，可书写和办公室打印，适用于大多数印刷方式，包括胶印（柯式印刷、平版印刷）、凹版印刷、凸版印刷、丝网印刷、轮转印刷等。最重要目前已经能大量工业化生产，这是用于生产非塑料型环保购物袋的理想新材料。当然石头纸也有一些不足的地方：就是石头纸因含有大量的碳酸钙而不透明性，硬度也偏大而导致抗屈拆性差等。
表1 几种可降解基材性能对比表
1.2印刷油墨的选择
印刷油墨是制造购物袋必不可少的组成部分。须然印刷油墨占购物袋的成本很小，只占3%～5%左右。但对于一个购物袋是否符合环保要求就尤为重要了。选择印刷油墨要注意以下几点：
1.2.1油墨的可降解性
油墨的连结料多为高分子聚合物，本质上也是一种塑料。因此现用大部分印刷油墨降解性能较差，如果将这些油墨和塑料一起填埋处理，让其自然降解，一般需要50年以上才能在环境中能完全分解。因此为配套降解基材，必需选用以可快速降解的连结料所生产的油墨。现在市面上能找到的可降解油墨有以大豆油油墨、聚乙烯醇油墨、聚酮油墨，这几类油墨通常只需5～10年即可完全降解。
1.2.2油墨中的重金属含量
众所周知人体如果摄入过量的重金属，可造成严重的生理损害，引发多种疾病。重金属进入人的机体后，会在人体内部积聚下来，并可能转化为毒性更强的金属化合物。以镉为例，镉元素进入人体后，在体内形成镉硫蛋白，通过血液到达全身，并有选择性地蓄 积于肾、肝中。情况严重时，使骨骼的生长代谢受阻碍，从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等。慢性镉中毒主要影响肾脏，最典型的例子是日本著名的公害病——痛痛病。慢性镉中毒还可引起贫血。油墨中的重金属通常来自于颜料，特别是一些重金属化合物颜料，如镉红、铬红、铬黄及银朱等。另外可溶性重金属盐毒性大易于进入人体，因此我国、欧盟、美国都制定了油墨（涂料）涂层中可溶性重金限制：（见下表）
1.2.3油墨中其它有毒有害物质
油墨中可能存在有毒有害物质有：（1）连结料生产合成时残留的单体，如剧毒物游离甲苯二异氰酸酯；（2）颜料生产合成时残留的强致癌物多氯联苯（PCB）、芳胺（MAK-Ⅲ）；（3）溶剂残留导致苯、甲苯、二甲苯、甲醛超量。许多国家严格控制油墨干膜中的有毒有害物质含量。以甲醛为例：日本要求甲醛含量
2.结语
随着近年不断有新材料的发明，并逐步进入实用化、产业化。带动更多环境友好的产品将进入我们的生活。我们相信，在不久的将来，真正可降解型环保购物袋会进入我们的生活，使“白色污染”会逐渐从环境中消失。我更期待这些环保新技术、新发明将为人类与自然的真正和谐作出巨大的贡献。
【参考文献】
[1]刘彦平，杨志远，杨建业.我国生物全降解塑料的研究进展.[期刊论文]-塑料工业，2006，（z1）.
[2]王广文.生物塑料和降解塑料的研究进展.[期刊论文]-塑料科技，2011，5.
可降解塑料的特点范文2
[关键词]绿色；包装材料；可降解塑料包装材料；可食性包装材料；纸质包装材料
中图分类号：TB484 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0071-01
随着环境污染的日益严重，绿色、低碳、环保、节能、安全等要素已成为全球关注的焦点，人们对包装材料对环境产生的影响也越来越重视，绿色包装材料正受到了越来越多的重视和推广。人们对绿色包装材料的认识和要求也从原先单纯的减少固体废弃物及其对环境的污染，逐步扩大为考虑在整个包装生命周期全过程中对环境的影响，更加注重减排、节能、低碳、降耗、生态、安全，注重废弃物的可自行降解、可循环再利用及可持续发展。目前我国研究和应用最多的绿色包装材料就是可降解包装材料，可食性包b材料和纸质包装材料。
1、绿色包装材料的内涵及分类
绿色包装材料是指材料在全生命周期内对自然环境和人类健康不造成危害，并且后期能实现回收再使用或可自行降解从而不污染会环境，有效地降低不可再生资源的消耗，具有绿色的特性的包装材料。根据应用及发展现状可以将其按照可降解塑料包装材料、可食性包装材料和纸质包装材料划分。
1.1、可降解塑料包装材料
目前主要的可降解塑料包装材料有淀粉基可降解包装材料、聚乳酸基可降解塑料、水溶性薄膜及其他可降解材料等。
淀粉基可降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品。淀粉是绿色植物进行光合作用得到的产物，对环境不会造成污染，是一种纯绿色无污染可再生资源。
聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，是由各种可再生天然资源中的淀粉、纤维素、多糖等碳水化合物经过水解、发酵、纯化、聚合而制得的一种环境友好型树脂，其原料来源广泛，可再生。
水溶性塑料包装薄膜主要原料是低醇解度的聚乙烯醇（PVA），主要利用其成膜性、水溶性及降解性的特点。PVA薄膜材料可100%生物降解，属于绿色包装材料。
1.2、可食性包装材料
可食性包装材料是以可食性生物大分子物质及其衍生物为主要基质，辅以可食性增塑剂，经过混合、加热、加压、涂布和挤出等工艺，使各成膜剂分子相互作用，干燥后形成的一种具有一定工程性质和选择透过性的薄膜。可食性包装材料广泛应用于如保鲜膜、包装薄膜、食品包装、糕点包装、调味包装等，是一种无废弃物的资源型包装材料，可使资源得到最大限度的利用，同时具有环保特性，成为未来食品包装的发展趋势之一。
1.3、纸质包装材料
在主要的几种包装材料中，纸质包装材料占有非常大的比重。虽然按照生命周期理论纸质包装材料的来源和生产过程不环保，但纸质包装原材料来源于可再生的草木及植物茎秆，且纸质包装材料价格低廉、废弃后易回收利用、易自然降解等一系列绿色环保特性的优点，总体来看，纸质包装材料的绿色环保性能是非常好的，常见的纸质包装材料有蜂窝纸板、纸浆模塑制品等。
2、我国绿色包装材料发展现状
我国绿色包装材料产业起步较晚，从上世纪八十年代中期开始生产和使用绿色包装材料和制品，其中最典型的是纸浆模塑和蜂窝纸板制品。与美国、日本等国相比较，我国绿色包装材料产业相对落后，且产业结构不合理。
我国绿色包装材料的研发还处于起步阶段，因此环境破坏和资源浪费比较严重，不利于我国包装产业健康快速发展。另外，我国包装材料生产加工技术和设备相对落后，在生产加工过程中，造成了环境污染和资源浪费的情况。此外，我国包装材料回收再利用技术也相对落后，资源的浪费以及环境的污染较为严重。
3、绿色包装材料的发展对策
3.1、研发以质轻、环保和可回收重复使用为目标的材料，注重生产过程技术发展
在未来材料研发中，应当注重质量轻便、简单实用的新包装材料的研发。质轻有助于降低运输成本，方便回收重复使用。面对日益严重的环境污染，环保是未来包装材料所应当具备的特点。可回收重复使用，则能够满足当今社会可持续发展的理念，降低不可再生资源的使用量，更好地保护我国的自然资源。
包装材料对环境影响不应仅仅局限在其使用后对环境产生的影响，而应该是在材料的全生命周期内。为了包装材料在全生命周期内达到绿色标准，应重视发展包装材料生产过程中的技术环节，减少生产过程中对环境造成的不利影响。
3.2、国家宏观调控，产业政策支持
国家应进一步加大环保产业的扶持力度，支持包装行业积极开发新产品和采用新技术，促进循环经济和绿色环保包装产业发展。设立国家基金作为研发资金支持，范围包括具有国际领先水平或填补国内空白的项目、保障人身健康安全及符合环境保护要求的新型环保包装材料项目、包装减量化和节能化项目、包装废弃物处理和利用项目等符合国家宏观政策、环境保护和循环经济政策的项目。
3.3、建立绿色包装评价体系
建立中国的绿色环保包装评价体系，涉及到包装产品的制造、使用、回收和废弃的整个过程。从可持续发展的战略高度出发，建立一个包括国家立法、部门监管、行业协调、企业实施、科研机构支持、公众广泛参与等多方面内容，并能够有效运行的绿色环保包装体系。
3.4、加强环保部门监督管理，完善相关法律法规，建立绿色环保包装运行机制
环保部门可以通过监督管理以及鼓励措施等方法，来促进绿色包装材料实际运用到产品包装中去。如可以对采用能耗大、污染大的包装材料的企业给予法律或经济手段的惩罚，而对采用绿色、低碳包装材料的企业，则给予资金或技术上奖励。
包装物的取材、用量以及制造过程中的废气、污水排放和包装废弃物的回收、再利用和再生利用等都要依靠法律、制度和其他行政的、经济的措施和手段来实现。因此要完善相关法律法规，加强法规建设，建立绿色环保包装运行机制。
3.5、加强各领域合作、技术交流，明确研发方向
绿色包装材料的研发不仅涉及各个行业，也要依赖各大院校甚至全球合作的力量，因此应该加强各个行业之间、企业与院校之间甚至国内与国外之间的合作和技术交流。此外，还应制定绿色包装材料在未来5到10年内的研发计划，提出未来包装材料研发方向和目标，使我国绿色包装材料研发、生产、应用达到世界先进水平。
4、结语
综上可知，绿色包装材料的研制和开发，在一定程度上缓解了包装废弃物对生态环境的污染。我国在绿色包装材料的研究和应用上仍然存在着较多不足，产业相对落后，结构不合理。今后的研究重点将是对现有的绿色包装材料进行改进、优化提高生产工艺、降低成本和研发新型绿色包装材料。
只有从对环境无污染、可降解可回收、不影响人类身体健康等方面出发，才能够更好地实现包装材料的“绿色”。相信随着我国对绿色包装材料越来越多的重视，以及人们环保意识地不断提高，绿色包装材料的使用必将得到更好的提高。
参考文献
可降解塑料的特点范文3
［关键词］高分子材料 可降解 生物
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料，是指在 自然 界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式： 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏； 微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1、生物可降解高分子材料概念及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏；微生物对聚合物作用产生新的物质；酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。
因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、ph值、微生物等外部环境有关。
2、生物可降解高分子材料的类型
按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ici 公司生产的“biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔点较高，强度好，是应用价值很高的工程塑料，但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物，这种共聚物具有良好的性能，又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子，这些高分子可被微生物完全降解，但因纤维素等存在物理性能上的不足，由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求，因此，它大多与其它高分子，如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中，掺混一定量的生物可降解的高分子化合物，使所得产品具有相当程度的生物可降解性，这就制成了掺合型生物可降解高分子材料，但这种材料不能完全生物可降解。
3、生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法，对 自然 界中存在大量的多糖类高分子，如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻，副产品多，工艺复杂，成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的 发展 ，酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能力，从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性，而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量，因此，为了提高聚合效率，许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料
4、生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途：（1）利用其生物可降解性，解决环境污染问题，以保证人类生存环境的可持续发展。通常，对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法，但这几种方法都有其弊端。（2）利用其可降解性，用作生物医用材料。目前，我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂，其中70%以上是上了包衣的表皮，其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片，而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片，因此，我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素，羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考 文献 ：
可降解塑料的特点范文4
1、白色污染的危害。
白色污染的危害是多方面的，埋入土壤中的塑料制品，养分的吸收，污染地下水，如果将塑料燃烧，则会产生大量有害气体，破坏环境。将塑料倒入海洋(海洋中塑料的分解需250年)，若被海鸟、鱼类误食，会造成这些动物死亡，若是缠住一些舰船的螺旋桨，则会造成海上交通事故。
2、目前国际上较为先进的白色污染治理办法。
白色污染形成的关键是塑料不易分解，因此，科学家研制了多种自毁可降解塑料，如生物自毁塑料、化学自毁塑料、医用自毁塑料等。
制造这些塑料的指导思想是：在塑料中加入某种化学物质，使塑料能被光照、细菌或其他化学物质溶解或消除。这些方法的共同特点是造价昂贵，无法与便宜的不可降解塑料竞争。我们盼望着早日出现可以与不可降解塑料一样便宜的可降解塑料能够回收、再生、利用。
二、调查情况
我们小组在学校随机挑选50人参加我们的问卷调查，共收回45份，占90%(调查问卷附表)，结果如下：
问题一：你知道什么是白色污染吗?
调查者中，有2/3表示知道白色污染，而有1/3表示不清楚。结果表明，大部分中学生是知道什么是白色污染的，这与学校教育有很大关系(高二化学教材对于白色污染有过讲解)。但仍有一部分(1/3)的人不清楚，这表明，学校还应加强对学生的教育。
问题二：你经常购买小食品吗?
71.1%的人偶尔购买小食品，22.2%的人经常购买，只有6.7%的人不买小食品。这是因为，学生族很少有时间在家吃早饭，所以来学校购买食品充饥的人很多，而食品包装袋绝大部分都是塑料制品(请看以下的调查)，这就为校园白色污染的产生提供了前提条件。
问题三：你如何处理塑料袋?
上图显示只有7人(占15.6%)将塑料袋随地乱扔，而扔进垃圾箱的占80%，但这并不表示大部分塑料袋进入垃圾箱中，因为据我们小组成员观察发现，很多人虽然知道应当把塑料袋扔入垃圾箱内，却总是扔到垃圾箱旁，风一吹，塑料袋就满校园乱飞了。另外值得提出的是，在两位选择其他的同学中。一人表示会把塑料袋扔进视线所见的垃圾箱内。我们发现。校园内垃圾箱以前并不多，而且大多锈迹斑斑的，沉重、固定的老式垃圾箱十分不方便。不过本学期开始后，学校增加了垃圾箱的数量，这对于防治校园白色污染是有帮助的。
问题四：请同学对校园白色污染的处理方法提出一些建议。
提供建议如下：
(1)学校应教育同学们增强环保意识，多宣传白色污染的危害。
(2)同学们不要随意扔垃圾，对随地扔废弃物的人讲讲环保的重要性。
(3)学校统一将垃圾分类、回收，集中处理。
(4)增设垃圾箱，放在白色污染严重的地方(如小卖部门口)。
(5)设计一个环保标志，挂在醒目的地方。
(6)尽量减少用塑料袋包装物品，并杜绝使用一次性发泡饭盒(现在校食堂使用的一次性饭盒就是国家禁止使用的饭盒，但仍在使用)。
(7)呼吁全社会增强环保意识。
(8)学校不要焚烧垃圾。
通过本次调查，我们得出以下结论：
①大部分学生对于白色污染比较了解，但仍有部分人对白色污染的概念不清楚，这需要学校增强环保方面的教育。
②相当一部分人虽然知道什么是白色污染，但依然使用或随手丢弃白色污染物。由此可见，学校培养学生环保的观念十分重要，同时学校也要作出实际行动，如多设置分类垃圾箱，组织回收有价值的垃圾等。
三、学校白色污染现状调查
通过上一阶段的调查，我们已经调查清楚了学生对白色污染的了解情况，与同学们初步探讨了如何防治校园白色污染。这一阶段我们的主要目的是调查我们学校白色污染的情况，并对处理方法进行可行性探讨。
可降解塑料的特点范文5
【关键词】生物包装材料；可降解；污染；环保
塑料制品具有不透气、不透水、耐酸碱、质量轻等特点和较高的强度、耐用度以及价格低廉等优点，从而成为包装业使用最为广泛的一种材料[1]。除生产企业外，零售商、农贸市场乃至街头巷尾的快餐摊点莫不以塑料袋、发泡塑料盒作为主要包装物。这些制品约有一半废弃在环境中，一般需要200年才能降解。另一类大量使用的包装材料是纸塑制品，这些纸塑制品使用后也大部分丢弃于环境中，即使在微生物的作用下，也需要80年才能够降解。这种难降解的塑料制品被丢弃于环境中所造成的严重后果是资源的巨大浪费和环境污染。
针对这一现状，科学家们提出了“环境包装”的概念，这种材料既要追求良好的使用性能，又要深刻认识到自然资源的有限性和尽可能降低废弃物排放量，并在材料的提取、制备、使用直到废弃与再生的整个过程中都尽可能地减少对环境的影响，是一种充分考虑到环境、生态和资源等因素的材料。这种材料具有节约资源、减少污染、对生态影响小、可再利用、可降解的特点[2]。
近年来，世界各国相继开发出一些降解塑料、生物材料，对各国包装材料行业的发展起到了很大的推动作用。而降解塑料（主要是在塑料中加入淀粉、纤维素、光敏剂、生物降解剂等添加剂）存在消耗大量粮食、不能消除视觉污染等缺点，而且塑料微料的存在使其在土壤中降解速度较慢，不能及时回收利用[3]。因此，降解塑料的应用前景具有局限性，最有开发潜力的是生物包装材料。
1、生物包装材料的分类
淀粉作为天然高分子物质，来源丰富，价格便宜。在微生物作用下分解为葡萄糖，最后代谢为水和二氧化碳，是一种取之不尽的可再生资源[4]。
天然植物纤维同样也是符合可持发展要求的可再生资源，它是地球上最丰富的碳水化合物。在自然界中可被微生物分解酶降解，作为植物或微生物营养源而被摄取[5]。
甲壳质是甲壳素和壳聚糖的统称[6]，大量存在于低等动物特别是节肢动物（如蟹、虾、昆虫等）的甲壳中，甲壳质纤维是自然惟一带正电荷的阳离子天然纤维。每年全球生物合成的甲壳素高达数百亿吨，产量仅次于天然纤维素，是地球上第二大生物高分子资源[7-8]。
2、生物包装材料的应用
近年来，人们以天然生物材料制作包装原材料，或从天然生物材料中提取制作包装材料的原料，研制新的生物包装材料，这些生物包装材料一经问世，便显示出其强大的生命力。
2.1淀粉基生物包装材料
近年来，改性淀粉的生物降解或可溶性的降解塑料，已成为淀粉基材料研究开发的热点。淀粉基材料可用作油炸快餐食品的包装、一次性食品用袋和纸包装的外层膜等。
淀粉基聚乙烯醇是淀粉基包装材料的典型代表。它在制膜前对淀粉进行处理，也就是在挤压机中进行“无序和塑化”或进行化学改性，加入一定量的增塑剂淀粉，再与聚乙烯醇或聚乙酸内酯共混可得到透明的膜。膜中的淀粉部分会生物降解，剩余部分在堆积过程中降解。淀粉-聚乙烯醇膜有中等阻气性能，机械性能比合成多聚物的膜差一些，可在食品一次性用袋方面代替低密度聚乙烯包装。实验表明，淀粉基材料对微生物的生长没有促进作用，并且包装外的细菌不会透过而进入包装内，说明淀粉基材料具有长期包装的潜力。
玉米是一种美味又有营养的淀粉食物，还被广泛用于制造甜味剂和动物饲料。随着技术的进步，将玉米中的糖分提炼出来，经过发酵、蒸馏、萃取，得到制造塑料和纤维的基础材料，基础材料再被加工成直径只有4.57mm的聚交酯（PLA）细微颗料。最后，这些小颗料被制成包装袋、泡沫塑料或餐具。
2.2纤维素合成材料的应用
纤维素是多羟基葡萄糖聚合物，经过特定的物理和化学改性后具有不同的功能特点，可以粉状、片状、膜状、纤维以及溶液等不同形式出现，它同时具有价廉、可降解和不污染环境等优点。因此，用纤维素开发的功能材料极具灵活性并有广泛的应用。
用纤维素合成的各种生物降解材料，由于其大分子链上有许多羟基，具有较强的反应性能和相互作用性能，因此，这类材料加工工艺比较简单，成本低，加工过程无污染；能够被微生物王全降解；纤维素材料本身无毒，可得到广泛应用。由于纤维素分子间有强氢键，取向度、结晶度高，不溶于一般溶剂，因此不能直接用来制作生物降解材料，必须对其改性。纤维素改性的方法主要有酰化、醚化以及氧化成醛、酮、酸等。
用稻草加工成的稻草板，具有节能、保温、隔热、隔音等功能，透气性好，冲击强度高，且防水和抗震性明显高于传统材料制品；另外，稻草板用作包装材料，其单位质量是同体积纸板材料的1/10，具有明显的优势。
除了稻草外，国内还利用其它草浆为主要原料，开发出一次性餐具专用纸板。采用化学助剂优化应用技术提高草浆质量，保证草浆接近制造餐具纸板的各项物理性能，表面又进行了适合于食品包装的加工处理，使成品具有抗热水、不渗漏、不分层、抗油及热封等功能。
2.3蛋白质膜材料
用植物蛋白质制得的膜尽管不是完全疏水的，但有较好的阻湿性能和阻氧性能，并可挤压成型；其阻氧性受环境湿度影响较大，可在成膜时与脂质复合，提高阻氧稳定性，以应用与提高含油量食品的储藏。
小麦面筋蛋白膜已用来涂布油炸花生和炸鸡，这种膜有合适的阻氧性能，但对二氧化碳却有充分的通透性，适合于需要呼吸作用的新鲜产品，并且对芳香物质透过率是低密度聚乙烯膜的1/10，有利于保存食品风味。
动物来源的蛋白质用于制膜主要用胶原蛋白、乳清蛋白和酪蛋白。胶原蛋白膜是应用较多的可食性蛋白膜，低湿度下阻氧性好，以作为香肠的肠衣广泛使用；乳清蛋白膜可减少氧气的透过，与乙酚单甘油酯复合涂布与冷冻大马哈鱼与焙烤花生上可明显降低其氧化速度，也可将少早餐食品中的水分迁移；酪蛋白与脂肪的复合膜可应用与新鲜蔬菜、干果、冻雨的保藏，能够减少水分迁移和油脂氧化。
2.4甲壳素及壳聚糖复合材料
用甲壳素加工制备的包装材料，有良好的透气性能，吸水保湿性也好。该材料还具有较好的化学稳定性、耐光性、耐药品性、耐油脂性、耐有机溶液性、耐寒性等，其稳定性优于纸张。由于甲壳素来源于生物体结构物质，与人体细胞有很强的亲和性和生物相溶性，可被体内的酶分解而吸收，对人体无毒性和副作用，能有效地保护人体免受自然界的微辐射、重金属离子等对皮肤的侵害，可用于制造纺织品。
通过对甲壳素和壳聚糖进行化学修饰与改性，来制备性能独特的衍生物，已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。目前，国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出，应用产品已达五百种以上。美国、日本、意大利、挪威、印度和韩国等国相继建立甲壳素壳聚糖生产厂，其中日本和美国是主要生产国家，同时又是主要的消费国。
2.5其它生物包装材料
英国科学家从制作生物聚合物的细菌中，提取了3种能产生塑料的基因，再转移到油菜的植株中，经过一段时期便产生一种聚合物液，再经提炼加工后，便可得到一种油菜塑料。用这种塑料加工制成包装材料或小儿尿布，弃后能自行化解，无污染残物。目前因为从微生物中提取多聚物成本很高而不能广泛使用，如果能通过扩大生产规模、改变工艺来降低成本，这将是一种很具潜力的多聚物。
巴西开发出一种新的环保物质“生物泡沫塑料”，可取代现有泡沫塑料。新物质的70%是由粟米、大豆和蓖麻的油制品提炼而成，而石油成分仅占30%。生物泡沫塑料可用作轻型包装材料，不到两年内化解在大自然中。
在我国，新型生物包装材料的研制也取得了一定的成果。如湖北武汉富拓环保包装材料公司和武汉金丰环保塑料公司，已经掌握了将变质粮食加工成防震减压包装材料的技术，不仅为我国变质粮找到了出路，也成功地探寻了包装材料替代之路。此外，他们还能够将甘蔗渣、麦草和废报纸等加工成金黄色、橘黄色、浅灰色等各种各样的防震减压包装材料。经检验表明，这种材料的性能不比发泡塑料逊色，目前只需在减轻重量方而做进一步研究。
可降解塑料的特点范文6
关键词：残膜污染；可降解地膜；生态环境；影响评价
中图分类号：X825文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）12-0111-06
Abstract As an important agricultural production materials， plastic film has a huge use in China. The usage amount of mulch film in 2014 reached to 1.44 million tons， which increased by three times than that in 1992 with the annual growth rate of about 6%. The sum covered area of three provinces of Xinjiang， Shandong and Gansu occupied 38% of the total covered area in China. The traditional transparent plastic film is not easy to degrade after using because of its stable properties. The residual film quantity in farmland in some area is much higher than the limit value of 75.0 kg/hm2 in China. The residual film pollution shows the characteristics of obvious accumulative effect， large difference in different pollution areas and annual increasing pollution intensity. Degradable mulch film is an effective way to prevent the residual film pollution. Considering the migration， transformation and fate processes of degradable plastic film， the ecological environment impact assessment model was established with rate of residual film， seedling non-emergence rate， earthworm mortality and heavy metal pollution level as indices. The model assessed and divided the ecological environment impact of degradable plastic film into four levels of no impact， small impact， medium impact and large impact. This study provided a research method for evaluating the ecological environment impact of degradable mulch film.
Keywords Residual film pollution；Degradable film；Ecological environment impact；Assessment
地膜具有增温保墒、增加土壤肥力、防治病虫害等作用，我国作为农业大国，每年地膜用量十分巨大，目前已成为世界上地膜用量最多、覆盖面积最大、覆盖作物种类最多的国家[1]。常用的塑料地膜是以聚乙烯、聚氯乙烯为主要原料，通过添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等制成的有机化合材料，具有良好的透光性和机械拉伸性，但其分子量大、性能稳定、耐化学侵蚀、可缓冲冷热，光分解性和生物分解性较差，在自然条件下不易降解，大量残留于土壤中。残留地膜在土壤中以片状、球状、棒状和圆筒状等形态存在[2]，大量残膜碎片会导致土壤容重增加、孔隙度和含水量降低[3]，造成水分、养分的运移被阻断，从而导致作物营养不良及减产[4]。近年来，由残膜污染造成的农村土地板结问题以及由废膜焚烧而产生的大气污染、水污染问题日益严重，对生态环境构成潜在威胁，并具有长期的环境风险。
20世纪80年代以来，可降解地膜凭借其环境友好性逐渐进入人们视野，成为解决残膜污染问题的重要途径。与传统聚乙烯地膜相比，可降解地膜的主要优点是在地膜失去增温保墒等功能后，在各种因素作用下经过一定时间，能够在环境中最终降解为无毒无害产品[5]，从而防止残膜对农田环境的污染。按照降解机理，可降解地膜可分为光（热）降解地膜、生物降解地膜、氧化-生物降解地膜三类。有研究显示，可降解地膜在烟草、花生等覆膜时间较短作物上具较好的适用性[1]。随着政府引导的增强和农民环境保护意识的提高，可降解地膜对生态环境的影响及其评价技术越来越受到人们的关注。为规范可降解地膜的降解性能，国际标准化组织（ISO）、美国材料与试验协会（ASTM）、欧洲标准化委员会（CEN）、日本生物降解塑料研究会（JBPA）、澳大利亚标准协会（SA）等组织，对其分子量、拉伸性能、失重率、崩解度、生物化学需氧量、CO2产量和生物毒性等指标提出了要求，并规定了测试条件和测试方法。
本文通过分析我国地膜使用现状，阐明了我国残膜污染分布的时空分异特征；通过比较国内外可降解地膜降解性能指标及标准，识别可降解地膜污染源的迁移、转化、归趋途径，梳理评价指标，建立了可降解地膜生态环境影响评价模型，为衡量可降解地膜带来的生态环境影响提供一种研究思路。
1 数据来源
本文根据《中国农村统计年鉴》（1990-2015）中提供的数据信息，统计了20多年来（1992-2014年）农用地膜的使用情况，并由此分析了我国残膜污染现状。
2 我国残膜污染时空分异特征
地膜残留量受覆膜年限、耕作方式等影响，不同地区不同耕层的残片数量、面积差异较大。多数研究表明，残膜主要集中在0～20 cm的土壤耕层中[6，7]，占土壤中残膜总量的90%以上[8]。通过分析我国地膜使用数据可知，我国残膜污染具有“积累效应、区域差异、逐年增强”三个特征。
2.1 残膜污染积累效应明显
由图1可见，我国农用塑料薄膜使用量大幅提升，从1992年的78万吨跃升到2014年的258万吨。其中，地膜使用量平均占农用塑料薄膜使用量的54%，从1992年的38万吨，增长到2014年的144万吨，增加了近3倍，年均增长率6.2%；最大增长率出现在1996年，比1995年使用量增长了近20%。
全国地膜覆盖面积逐年稳步提升，1993年地膜覆盖面积约572万公顷，到2002年增长到1 170万公顷，面积翻了一翻；2014年增长到1 814万公顷，比1993年提高了2倍多，年增长率约为5.7%（见图2）。
目前，我国去除残膜的主要方法是靠机械或人工捡拾，人工捡拾大约需要16 h・hm-2[9]，过高的劳动强度和捡拾成本推动了机械化残膜回收的应用。但是，随着我国地膜使用量和覆膜面积的不断增加，地膜回收率无法达到相应水平，导致我国残膜量逐年增加，积累效应明显。
2.2 残膜污染区域差异较大
由图3可见，我国各省市地膜覆盖面积差异较大，地膜的使用主要分布在北方的干旱和半干旱地区，也是我国粮食主产区和农业大省。新疆、山东和甘肃三地的地膜覆盖面积占到全国覆盖面积的38%，其中，新疆地膜覆盖面积居全国之首，约为332万公顷；山东位居第二，为222万公顷，约为新疆地膜覆盖面积的67%；甘肃、内蒙古、河北、河南的地膜覆盖面积均在100万公顷以上。在南方，地膜主要应用于高山、冷凉地区，其中，云南地膜覆盖面积达到102万公顷，四川和湖南紧随其后。
2.3 残膜污染强度逐渐增大
地膜使用强度即单位耕地面积的地膜使用量（kg/hm2），能够在一定程度上反映某一区域或者地区残膜污染的强度。2014年，新疆、上海、福建等地地膜使用强度较大，黑龙江、、吉林使用强度较小（见图4）。从2004年至2014年全国地膜使用强度演化趋势来看，我国地膜使用强度年均增长较大的主要为西北、西南地区，青海十年间地膜使用强度年平均增长43.6%，高出第二位增长率为15.8%的近2倍。青海、宁夏属于黄土高原旱作区，三分之二的降水量以无效蒸发形式流失，地膜覆盖技术是黄土高原农业生产的核心技术之一，部分地区地膜使用年限在10年以上；、海南由于耕地面积较少，地膜使用强度也较高。
3 可降解地膜的降解性能和生态影响评价及评价模型构建
3.1 现有可降解地膜降解性能评价标准及试验方法
评价指标与标准见表1。评价光降解常用的测试指标有分子量、拉伸强度、断裂伸长率、厚度、质量变化等。另外，聚烯烃的氧化程度还可以用羰基指数表示，羰基指数是试样在1 715 cm-1处的羰基红外吸收峰与固定特征吸收峰的吸光度之比。
评价生物降解地膜能力的指标包括生物分解率、生化需氧量（BOD）、CO2和CH4产生量等。在评价过程中一般使用组合的测试程序，以确认生物降解的发生。在选择测试方法时，应考虑地膜潜在的应用区域和迁移转化过程，如堆肥、土壤或水环境等。
地膜降解代谢产物可能对作物出苗率、生长率以及蚯蚓的重量变化和生存情况带来影响，生态毒性测试即可以评价可降解地膜对植物或动物产生的影响。同时，还要保证地膜的重金属含量在标准允许的范围之内。
根据现有地膜降解性能评价标准，可降解性试验评价方法主要有土壤分解法、好氧堆肥法、特定微生物或酶作用法和厌氧试验[10]。土壤分解法包括自然土埋法和实验室土埋法，自然土埋法能反映自然界中材料的实际分解情况，一般以试样的形态变化、失重率及力学性能的变化来定性表示，是目前我国可降解地膜性能评价普遍采用的试验方法。实验室土埋法和堆肥法采用在一定时间内的失重率、耗氧量及CO2释放量等表征指标。特定微生物或酶作用法是自然条件的简化模型，一般作为其它试验方法的补充试验。厌氧试验一般采用CO2和CH4的产生量作为表征指标。
3.2 可降解地膜降解评价指标筛选与建模
目前评价可降解地膜降解性能的指标较多，但多为评价同一性能的平行指标，指标间具有显著正相关性，例如CO2产生量、耗氧量和失重率均可表征生物降解过程的发生，是同一个降解过程的不同表征[11]；除此之外，还有许多关于残膜影响的其他指标，如对土壤关键酶活性的影响[12，13]，对棉花产量的影响[14，15] 等。因此，在选取构建评价模型的指标时，首先要考虑指标的可操作性，即选取易于测量且直观的指标，这是模型构建的第一原则。
模型的构建还需建立在识别降解地膜迁移、转化、归趋过程的基础之上。本研究构建了一个三层降解评价模型，可以模拟表示出可降解地膜的光降解、生物降解过程和生态毒性评价（见图5）。但在现实环境中，这三种过程一般是同时发生的。
第一层表示了可降解地膜的光降解过程：在日光照射下，长链分裂成较低分子量的短链，聚合物的完整性受到破坏，物理性能下降，从而实现地膜降解。分子量和挥发性固体质量的变化，是光氧化降解造成地膜物理性质变化的表现。在光氧化降解作用下，地膜分解为平均分子量小于5 000的碎片。
经第一层光氧化降解后的地膜碎片进入第二层进行生物降解。生物降解过程分为三个阶段：首先通过生物的物理作用如细菌的增长使高分子材料发生机械性破坏，分裂成低聚物碎片；再通过生物的化学作用，利用微生物中的酶将高分子聚合物分解成低分子碎片；然后由细菌等微生物侵蚀分解或氧化崩裂，最终形成CO2、水、生物质及其所含元素的矿化无机盐（在厌氧环境下，则形成甲烷、水和生物质）[16]。该层生物降解过程利用一定时间内CO2的产生量进行评估，同时测定地膜残留率，要求60%的有机碳转化为CO2，且不能降解部分小于10%，而对于多种聚合物产品，则要求90%的有机碳转化为CO2。
经前两层降解后的残膜碎片进入第三层，继续评价其生态毒性，一般进行出苗率、蚯蚓死亡率和重金属含量测定。另外，时间也是衡量降解残留产物的重要条件，是考虑地膜长期积累效应的重要指标，根据标准要求，选择降解时间180天作为测试终点。
本研究在评价地膜降解残留物对生态环境的影响时，选取残膜率、出苗率、蚯蚓死亡率和重金属含量等指标进行衡量，指标的释义与计算方法见表2。
为将指标调整为同一维度，将出苗率调整为未出苗率，重金属含量指标调整为重金属污染度。基于这些指标，采用效应相加方法[17]构建了可降解地膜生态环境影响评价模型，计算公式如下所示。
R=∑ni=1Pi
式中， R为可降解地膜生态环境影响指数； P为可降解指标值；i为指标的数量，i=1，2，…，n。
3.3 可降解地膜的生态影响等级划分
在建立的模型基础上，采用绝对确定法[18]，依据颁布的相关标准划分生态环境影响等级，将可降解地膜的生态环境影响分为无影响、影响较小、中等影响和影响较大四级，分别用一、二、三、四级表示（见表4）。
4 结论
随着农膜覆盖技术的发展，我国地膜使用量与覆盖面积大幅度增长，各地区地膜使用强度也呈现出逐渐增强的趋势，表现出积累效应明显、污染区域差异大和污染强度逐渐增大的时空分异特征。由于使用量、耕作方式和使用时间的差别，我国不同地膜覆盖区域土壤中残膜量差异较大，平均残留量为60 kg・hm-2，最高达135 kg・hm-2[19]，高于我国国家标准《农田地膜残留量限值及测定》（GB/T 25413-2010）中“待播农田耕作层内（25～30 cm）地膜残留量限值应不大于75 kg・hm-2”的规定。
可降解地膜既保留了传统地膜增温保墒的功能，又能够在环境中最终降解为无毒无害产品，是解决农田残膜污染的重要途径。根据国际标准化组织对可降解地膜降解性能的规范，在识别可降解地膜迁移、转化、归趋过程的基础上，利用残膜率、未出苗率、蚯蚓死亡率和重金属污染度指标，建立了可降解地膜的生态影响评价模型。基于该模型及标准规定，将可降解地膜对生态环境的影响划分为无影响、影响较小、中等影响和影响较大四个等级。
本研究建立的可降解地膜生态影响评价技术指标体系和模型为评价可降解地膜对生态环境的影响提供了一种有效的方法，有利于协助指导可降解地膜的研发和解决残膜污染问题，也为制定国家标准《生物―氧化双降解地膜》和我国政府有关农业环境保护决策提供了理论依据和技术支持。
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