從中國式教育之殤----到塑料環(huán)保之路在何方？
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評(píng)估塑料和生物降解塑料在生命周期結(jié)束階段的環(huán)境影響？
就塑料而言，對(duì)于產(chǎn)品生命周期結(jié)束階段的研究也是非常重要的。例如，大量的塑料被出口到監(jiān)管寬松的國家，而塑料在這些國家的命運(yùn)很多時(shí)候是未知的。隨著塑料出口被認(rèn)定為海洋塑料污染的一大來源，許多人開始質(zhì)疑：即便是可回收的塑料制品，最終也真的被回收了嗎[1]？
01
垃圾填埋
02
垃圾焚燒
即使在歐盟內(nèi)部，廢棄物處理系統(tǒng)差異也很大。例如，在瑞典，填埋塑料是被禁止的，并且他們致力于完全阻止塑料進(jìn)入焚燒爐；而在威爾士，他們的目標(biāo)是消除垃圾填埋中的塑料，但焚燒被認(rèn)為是可以接受的。這也是為什么在這種研究中時(shí)間和地域的說明都應(yīng)該明晰的一個(gè)原因。
除了填埋與焚燒，回收與循環(huán)在生命周期結(jié)束階段也扮演著重要角色。但是，在研究中，回收率（recycling rates）是出了名的不準(zhǔn)確，且難以比較的。生命周期評(píng)價(jià)研究通常使用國家報(bào)告的回收率，并假設(shè)一個(gè)封閉的循環(huán)過程。然而，事實(shí)上，從收集到被回收，材料有許多損失。這也是為什么歐盟最近調(diào)整了其回收測量方法——只包括成為了回收產(chǎn)品的材料（而不是假設(shè)所有收集起來進(jìn)行回收的材料最終都會(huì)被回收）[5]。這可能會(huì)導(dǎo)致歐盟報(bào)告的回收率大幅下降，尤其是塑料回收率。
品牌方和生產(chǎn)商將越來越需要考慮多個(gè)生命周期的問題，因?yàn)樗麄冊(cè)絹碓叫枰诋a(chǎn)品使用壽命（第1個(gè)）結(jié)束時(shí)對(duì)產(chǎn)品負(fù)責(zé)。對(duì)材料流負(fù)責(zé)，甚至接受材料流的所有權(quán)，意味著優(yōu)先級(jí)可能會(huì)改變，并且需要一種在多個(gè)生命周期內(nèi)量化這一點(diǎn)的方法。這在政策制定中也會(huì)變得很重要，因?yàn)閱蝹€(gè)產(chǎn)品之間的簡單比較將不足以確定宏觀層面的影響。
其他包裝材料介于兩者之間，高產(chǎn)量的材料，如鋁，與許多塑料相比有著更高的循環(huán)效率。圖表顯示，對(duì)于一種以65%的循環(huán)效率成為新產(chǎn)品的材料（高于歐盟2030年55%的塑料回收率目標(biāo)），原始材料在循環(huán)了足夠長的時(shí)間后，在它基本消失前僅產(chǎn)生了2個(gè)額外的新產(chǎn)品（在每個(gè)循環(huán)之后只有65%的材料被保留）；相比之下，一個(gè)循環(huán)效率為90%的材料在足量循環(huán)后將產(chǎn)生8個(gè)新產(chǎn)品。
當(dāng)材料不圍繞閉環(huán)循環(huán)時(shí)（即產(chǎn)品“1”與產(chǎn)品“2”不同），而是級(jí)聯(lián)到其他開環(huán)中，例如塑料瓶回收后用來制作聚酯纖維服裝，這種循環(huán)概念將變得特別難以建模。隨著材料越來越遠(yuǎn)離初始產(chǎn)品，可能發(fā)生的情況也變得難以確定。
盡管存在挑戰(zhàn)，但這一概念可以應(yīng)用到生命周期評(píng)價(jià)中，以顯示一件產(chǎn)品的每個(gè)后續(xù)生命周期分別需要多少新的和原始的材料。這可以通過多種方式應(yīng)用，包括確定：
目前討論較為廣泛的是可生物降解塑料，它們有的是用可再生的生物資源，例如農(nóng)作物，微生物等制作的，有的是用化石資源制作的。最常見的兩種已經(jīng)商業(yè)化的可生物降解塑料是PHA（聚羥基脂肪酸酯）和PLA（聚乳酸），它們分別由微生物（由農(nóng)作物喂養(yǎng)）和玉米作為主要原材料。
2.1 由于現(xiàn)在主要的可生物降解塑料原料來源是農(nóng)作物（玉米，甘蔗等），而不是化石燃料，所以從原材料的角度看，可生物降解塑料相比傳統(tǒng)塑料大約可以節(jié)省超過一半的化石燃料。如果全球的傳統(tǒng)塑料被替換為可生物降解塑料，大約每天能節(jié)約349萬桶化石燃料，約占全球4%的化石燃料消耗[1]。
2.2 可生物降解塑料生產(chǎn)過程中消耗的能量小于特性接近的傳統(tǒng)塑料?？缮锝到馑芰系纳a(chǎn)過程中一般每千克需要2500-4500萬焦耳的能量，其中最常見的PLA需要4470萬焦耳的能量。而傳統(tǒng)塑料每千克需要消耗7300-8600萬焦耳的能量[2]&[3]，遠(yuǎn)高于可生物降解的塑料。如果將全球的不可降解塑料替換成可生物降解塑料，按照2019年的全球塑料產(chǎn)量[4]估算，每年能節(jié)省1-2.2×1019焦耳的能量。占2019年全球能耗5.8×1020焦耳[5]的1.7-3.8%。
2.3 生命周期分析的缺憾，過往的可生物降解塑料的生命周期分析都著高于玉米生長過程中從空氣中吸收的二氧化碳。但很少會(huì)注意到在種植這些玉米前必須要把樹林或土地改變?yōu)榉N植玉米的農(nóng)地。若不砍伐樹林或把農(nóng)地種植，那些植物本來可以繼續(xù)吸收空氣中的二氧化碳。這也是種植玉米在二氧化碳上的機(jī)會(huì)成本。
展速度預(yù)估，其價(jià)格會(huì)在不久的將來可能會(huì)下降[6]。
2.6 隨著塑料需求不斷增加, 若以現(xiàn)時(shí)每種植 6.35噸的玉米需要一公頃的農(nóng)地面積，如果將所有傳統(tǒng)塑料替換成PHA,需要土地是 2.1億公頃農(nóng)地, 即中國所有農(nóng)地的1.4倍左右, 相等于全球總農(nóng)地面積的 12%, 這無疑對(duì)人類糧食供應(yīng)的一大威脅。
3.1 因?yàn)榭缮锝到馑芰系漠a(chǎn)量太小，目前還缺乏系統(tǒng)的，大規(guī)模的回收處理手段。舉一個(gè)簡單的例子，在上海提出垃圾分類時(shí)，很多人苦惱于扔垃圾的時(shí)候需要把廚余濕垃圾抖出垃圾袋，很容易弄臟手。所以可生物降解濕垃圾袋火了起來，人們希望能把可生物降解垃圾袋和濕垃圾一起扔進(jìn)濕垃圾桶。但是垃圾處理部門很快發(fā)聲，指出雖然“可降解垃圾袋”會(huì)大部分降解，但是其依舊有不可降解，甚至是有毒有害的成分，會(huì)影響濕垃圾的處理。并且，這樣的垃圾袋降解速度遠(yuǎn)慢于廚余垃圾，無法同步處理，只能被當(dāng)做干垃圾焚燒處理?？缮锝到馑芰想m然可以被生物降解，但是并不意味著他們最終會(huì)打破回收處理的重重困難，被低估了其更多的缺點(diǎn)。
3.2 當(dāng)可生物降解塑料因?yàn)闆]有得到有效回收，而進(jìn)入海洋環(huán)境后，因?yàn)楹Ｑ鬁囟容^低，缺乏足夠的微生物和氧氣，生物降解的效率會(huì)大大降低。而因?yàn)闊o法及時(shí)降解，這些可降解塑料依舊有很大的概率在未完成降解前對(duì)海洋生物造成危害[14]。
主要因?yàn)樵牧系牟煌?，可生物降解塑料在整個(gè)生命周期中釋放的二氧化碳小于傳統(tǒng)塑料。因?yàn)榭缮锝到馑?/span>料的原材料主要是植物，它們降解中產(chǎn)生的二氧化碳約等同于植物生長過程中會(huì)吸收二氧化碳，所以可生物降解塑料的二氧化碳排放主要來源于生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中的機(jī)械排放。每千克傳統(tǒng)塑料在它的完整生命周期中，大約會(huì)釋放2.5-3.4千克的二氧化碳，而可生物降解塑料會(huì)釋放1.14-2.6千克的二氧化碳，其中最常見的PLA每千克大約釋放1.8千克二氧化碳[15][16]。如果全面用可生物降解塑料替換傳統(tǒng)塑料，根據(jù)種類不同，全球每年大約會(huì)少釋放0-8.3億噸二氧化碳（考慮整個(gè)產(chǎn)品生命周期）。這個(gè)數(shù)量級(jí)相比全球每年約360億噸[17]的碳排放量，占比約2.3%。以上未計(jì)算種植玉米在二氧化碳上的機(jī)會(huì)成本，若把那些機(jī)會(huì)成本計(jì)算上去。可生物降解塑料在整個(gè)生命周期中釋放的二氧化碳不一定小于傳統(tǒng)塑料。
當(dāng)可降解塑料的環(huán)境影響（石油消耗，碳排放，能源消耗，農(nóng)業(yè)污染等等）依舊存在，那可降解塑料依舊會(huì)造成環(huán)境問題。如果我們此時(shí)由于誤以為可降解塑料是低害甚至無害的，而大量增加“可降解”塑料制品的使用量，那造成的總體環(huán)境影響（單位塑料制品的影響×塑料制品總量）或許會(huì)反而大于曾經(jīng)傳統(tǒng)塑料的時(shí)代。更不提現(xiàn)在可降解塑料的定義依舊模糊，當(dāng)打著“可降解塑料”名頭，但卻“只有在理想環(huán)境中需要很長時(shí)間才能降解”的塑料混入市場，那其所造成的環(huán)境危害只增不減。
總結(jié)來看，如果使用可生物降解塑料替換傳統(tǒng)塑料，可以節(jié)約全球4%的化石燃料，減少全球2.3%的碳排放，節(jié)約全球2%的能量消耗。即使我們只用可生物降解塑料替換所有一次性塑料（約占全球塑料生產(chǎn)總量的一半[18]），那也能達(dá)到以上一半的成果。但與此同時(shí)，將一次性塑料制品替換為可降解塑料會(huì)消耗全球一半以上的玉米產(chǎn)量，并且造成由甲烷，農(nóng)藥，化肥，不能及時(shí)降解等原因帶來的風(fēng)險(xiǎn)。所以需要強(qiáng)調(diào)的是，“可降解”并不能說明這款塑料制品可以被簡單的無害處理，它依舊會(huì)引發(fā)一系列的能量消耗，碳排放，食物短缺等等問題。按照目前的科技水平，“可降解塑料”是一種減緩垃圾問題的辦法，它還并不是一個(gè)解決問題的辦法，并不能因“可降解”一詞而肆無忌憚地使用可降解塑料制品。如果我們根本徹底放棄使用一次性制品，那根本就不會(huì)造成以上那些燃料，能量，碳排放等等等等的污染和消耗。所以，在現(xiàn)有科技條件下，相比于使用可降解/可堆肥塑料替換傳統(tǒng)塑料，減少一次性塑料制品的使用才是更優(yōu)方案。
2004年深圳市開始就禁摩托限電動(dòng)車了。一路過來十幾年了，一直禁禁禁，事實(shí)上有地方該有的還有，因?yàn)檎?/span>能限制老百姓的多種出行方式的需求……
考慮降解方式應(yīng)該是先調(diào)查最終塑料廢棄的環(huán)境而定，拋開環(huán)境談降解都是空談，一窩蜂上堆肥，沒有分類，沒有堆肥場地，最終還是焚燒，做的這些全部是無用功。
關(guān)于碳中和和碳排放，塑料回收才是正道，人追求長生不老，材料也是應(yīng)該追求長不老，這樣碳排放才是很低的，PLA等使一次就丟碳排放量更大，人類花費(fèi)了巨大的代價(jià)生產(chǎn)出來一種材料，是希望多用幾次而不是用了一次就丟棄，所以支持循環(huán)利用為上，最終自然降解處理才是科學(xué)。
塑料降解放在最后，實(shí)在不能循環(huán)再次使用了，再用上的自然降解技術(shù)，不增加國家和社會(huì)成本
可循環(huán)，易回收，可降解
參考資料；
[1]British Plastics Federation, Oil Consumption.
http://www.bpf.co.uk/press/Oil_Consumption.aspx
[2]Vink, Erwin T. H., Rabago, Karl R., Glassner, David A., Gruber, Patrick R.,Applications of life cycle assessment to NatureWorks polylactide (PLA)production. Polymer Degradation and Stability 80, (403-419), 2003.
[3]Narayan, Ramani and Patel, Martin, Review and Analysis of Bio-based ProductLCA’s.
[4]https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/
[5]https://www.theworldcounts.com/challenges/climate-change/energy/global-energy-consumption/story
[6] BrianMomani. Assessment of the Impacts of Bioplastics: Energy Usage, Fossil FuelUsage, Pollution, Health Effects, Effects on the Food Supply, and Economic EffectsCompared to Petroleum Based Plastics. Worcester Polytechnic Institute, 2009.
[7] Ghosh,Sudhipto. "European Parliament Committee Vote for 100% BiodegradablePlastic Bags". Modern Plastics and Polymers. Network 18, 19 Mar. 2014.Web.
[8] Jiang,G., Hill, D. J., Kowalczuk, M., Johnston, B., Adamus, G., Irorere, V., &Radecka, I. (2016). Carbon Sources for Polyhydroxyalkanoates and an IntegratedBiorefinery. International journal of molecular sciences, 17(7), 1157.
[9]https://www.statista.com/statistics/282732/global-production-of-plastics-since-1950/
[10] https://www.statista.com/topics/986/corn/
[11] 7Washington Post, One Word: Bioplastics. But Are They Better? By Eviana
Hartman.http://www.washingtonpost.com/wpdyn/content/article/2008/07/17/AR2008071702295.html
[12]EPA, Pesticides and Food: Health Problems Pesticides May Pose.http://www.epa.gov/opp00001/food/risks.html.
[13]Minnesota Department of Health, Heavy Metals in Fertilizers.http://www.health.state.mn.us/divs/eh/risk/studies/metals.html.
[14] Industry,Asia Pacific Food. "Biodegradable Plastics: Environmental Impacts AndWaste Management Strategies". Asia Pacific Food Industry. Retrieved2019-08-06.
[15]Vink, Erwin T. H., Rabago, Karl R., Glassner, David A., Gruber, Patrick R., Applicationsof life cycle assessment to NatureWorks polylactide (PLA) production. PolymerDegradation and Stability 80, (403-419), 2003.
[16] Narayan,Ramani and Patel, Martin, Review and Analysis of Bio-based Product LCA’s.
[17] https://ourworldindata.org/co2-emissions
[18] KoniginAstridlaan. Plastics-the Facts 2019 [R]. Wemmel: PlasticsEurope, 2019.
[19]https://www.weihengag.com/home/article/detail/id/6757.html
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