지적

분해성 플라스틱이 일회용 포장 문제를 해결할 수 있습니까?출처: pexels.com

독서 가이드

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"분해성" 플라스틱은 환경 보호의 새로운 트렌드가 되었습니다.그러나 생산 및 사용에서 분류 및 가공에 이르기까지 "분해성"으로 인한 문제는 해결된 것보다 훨씬 많습니다.비용이 높을 뿐만 아니라 기존 플라스틱만큼 내구성이 없습니다.폐기물로 변한 후에도 "분해"를 진정으로 실현하려면 여전히 매우 상세한 분류 수집 및 산업 퇴비화 환경이 필요합니다.그러나 이 두 가지 조건은 대부분의 지역에서 제공하기 어려운 상황이므로 실험실을 벗어나 대규모 적용으로 옮겨야 하는지 의문을 제기할 이유가 있습니다.

글작가 양진치

담당 편집자: Feng Hao

●●● 다가오는 2022년 베이징 동계 올림픽을 맞이하기 위해 Sinopec은 계열사 Beijing Petroleum이 동계 올림픽의 Yanqing 대회 지역이 위치한 Zhangshanying Town에 100,000개의 분해성 비닐 봉지를 기부하여 플라스틱을 줄이기 위해 발표했다고 발표했습니다. 게임 운영 중 오염.이 비닐봉지의 재료는 퇴비화 조건에서 분해될 수 있는 PBAT(부탄디올 아디페이트와 부탄디올 테레프탈레이트의 공중합체)입니다.플라스틱 오염에 대한 대중의 인식이 높아짐에 따라 분해성 플라스틱은 백색 오염을 해결하는 황금 열쇠로 간주됩니다.

그러나 점점 더 많은 연구가 플라스틱 오염에 대한 해결책으로서 분해성 플라스틱의 효과에 의문을 제기하기 시작했습니다.예를 들어, 어떤 상황에서 소위 분해성 플라스틱이 분해될 수 있습니까?현재의 폐기물 처리 시설 시스템에 어떤 영향을 미칩니 까?

이러한 질문에 답하기 전에 "분해성 플라스틱"의 개념, 원리, 조건 및 현재의 실제 적용을 살펴보는 것이 좋습니다.

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분해성 플라스틱이란?

조건 없는 분해에 대해 이야기하는 것은 용량 없는 독성에 대해 이야기하는 것과 같습니다.

분해성 조건에는 온도, 습도, 산소, 미생물 개체군 등 여러 측면이 포함됩니다. 또한 시간 요소도 중요합니다.일반 플라스틱 병과 같은 일반 화석 기반 플라스틱도 450~500년이 지나면 자연 환경에서 분해될 수 있지만 이는 우리가 말하는 환경 보호에 의미가 없습니다.

물질 분자 구조의 관점에서, 분해 과정은 실제로 일반 플라스틱의 화학 구조를 방해합니다. 즉, 폴리 에스테르의 장쇄 탄소 결합이 단쇄로 분해 된 다음 이산화탄소, 물 및 바이오 매스로 분해됩니다. 자연의 물질적 순환으로 안전하게 돌아갈 수 있도록

시중에 나와 있는 대부분의 일반 플라스틱은 폴리프로필렌(PP), 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐(PVC) 등과 같은 분해되지 않는 플라스틱입니다. 재활용이 가능하지만 매립지에 버리면 일반적으로 수백 시간이 걸립니다. 저하될 년.

일반적으로 플라스틱 분해에는 광산화 분해와 생분해의 두 가지 방식이 있습니다.광산화 분해에 대한 큰 논란(아래 표 참조)을 고려하여 이 논문은 생분해.

광 산화 분해(옥소 분해 가능)는 일반적으로 첨가제를 추가하여 산소, 빛 또는 고온에서 기존 화석 기반 플라스틱의 단편화를 가속화합니다.광산화성 분해성 플라스틱은 몇 개월 또는 몇 년 안에 육안으로 보이지 않거나 파편화될 수 있지만 파편화된 플라스틱은 환경에서 점차 마이크로 플라스틱(일반적으로 입자 크기가 5mm 미만인 플라스틱 입자)이 됩니다.현재로서는 마이크로 플라스틱이 단기간에 완전히 분해될 수 있다는 증거는 없습니다.따라서 광산소 분해는 논란의 여지가 있으며 "그린 워싱"으로 의심됩니다.

또한, 광산화 분해성 플라스틱은 실제로 내구성이 없으며 사용 후 재활용하거나 퇴비화할 수 없습니다.반대로 재활용 플라스틱의 성능을 저하시키고 퇴비 제품을 오염시키는 두 가지 처리 방법을 모두 방해합니다.전 세계의 주요 브랜드(Unilever, Pepsi Cola 등), 연구 기관 및 공공 복지 기관은 현재 이 플라스틱이 단기간에 완전히 분해될 수 있다는 증거가 있을 때까지 이 플라스틱의 생산을 금지할 것을 제안하고 있습니다.

생분해는 특정 환경에서 미생물의 작용을 통해 물질이 이산화탄소와 물로 완전히 전환되는 것을 말합니다.폴리에스터 단쇄를 이산화탄소로 전환할 수 있는 미생물로는 박테리아, 곰팡이, 원생동물 등이 있으며 이들 미생물이 분비하는 효소는 폴리에스터 결합을 분해할 수 있다.

현재 시장에는 20가지 이상의 생분해성 플라스틱이 있습니다.사람들은 종종 이를 바이오 기반 플라스틱(재생 가능한 생물학적 자원의 구성요소)과 혼동합니다.사실, 생분해성 플라스틱은 바이오 기반이거나 화석 기반(재생 불가능한 화석 자원의 구성 요소)일 수 있습니다.

바이오 기반 플라스틱은 종종 카사바, 옥수수 및 사탕수수를 원료로 사용합니다.모든 바이오 기반 플라스틱이 생분해되는 것은 아니라는 점을 분명히 해야 합니다.예를 들어, 브라질에서 사탕수수를 원료로 대규모로 생산되는 바이오 PE는 생분해되지 않습니다.대부분의 화석 기반 플라스틱은 생분해되지 않습니다.물론 폴리카프로락톤(PCL), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS), 부틸렌 아디페이트와 부틸렌 테레프탈레이트의 공중합체(PBAT) 등은 예외입니다.

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대량 생산이 가능한 생분해성 플라스틱 3종

유럽 ​​바이오플라스틱 시장 데이터 보고서에 따르면 2019년 전 세계 생분해성 플라스틱 생산 능력은 117만 톤에 달했으며 이는 전 세계 플라스틱 연간 생산량(3억 6000만 톤)의 0.3%를 차지한다.현재 대규모 상업 생산에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.

하나는 식물성 전분을 원료로 하는 전분 플라스틱과 폴리락트산(PLA)이다[10].전분은 저렴하고 수율이 높으며 공정이 간단합니다.단점은 방수가 되지 않고 식량작물을 원료로 하여 많은 경작지를 점유한다는 점이다.현재 업계에서는 농업 및 산업 폐기물(예: 옥수수 속대 및 셀룰로오스)에서 원료 추출을 연구하고 있습니다.

둘째, 석유 부산물 또는 생물학적 원료와 이염기산 디올 코폴리에스터(PBS, PBSA, PBAT, 이하 PBS 플라스틱이라 함) 및 이러한 플라스틱의 생산 능력도 해마다 증가하고 있다.

세 번째는 폴리하이드록시지방산에스테르(PHA)로, 발효 과정에서 당이나 기름을 원료로 미생물에 의해 합성된다.현재, 생산 능력은 여전히 ​​세계에서 25000톤에 불과합니다.그러나 PLA와 유사하고 농업 부산물 및 기타 유기 폐기물을 원료로 사용할 가능성이 있기 때문에 PHA의 전망은 매우 유망합니다.

현재 생분해성 플라스틱의 가격은 일반적으로 기존 플라스틱의 가격보다 높지만 생산 능력의 증가로 인한 규모 효과와 기존 플라스틱에 대한 유가 변동의 영향으로 생분해성 플라스틱의 가격은 점점 더 높아지고 있습니다. 시장에서 경쟁력이 있습니다.

호주 태즈메이니아 대학의 극지 해양 생태학 박사인 Jia Xinnan은 지식인들에게 중국에서 가장 흔한 분해성 플라스틱 형태는 필름이며 특히 분해성 플라스틱 필름의 시험 및 홍보가 지배적이라고 말했습니다.도시 지역에서는 슈퍼마켓, 쇼핑백 및 식품 포장재에 가장 널리 사용됩니다.

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분해성 플라스틱, 분해하기 정말 쉽나요?

플라스틱 폐기물이 자연 환경에서 효과적으로 수집 및 흩어지지 않으면 매우 심각한 부정적인 영향을 미칠 것입니다.수거된 플라스틱 폐기물의 일반적인 처리 방법에는 매립, 소각, 재활용 및 분해가 있습니다.

매립

매립은 환경을 오염시키고 공중 보건을 위협할 뿐만 아니라 생분해성 플라스틱을 매립한 후 다른 유기성 폐기물과 함께 메탄을 배출하는 가장 이상적인 처리 방법입니다.온실 효과에 대한 동일한 양의 메탄 기여는 이산화탄소 기여도의 25배이며 기후 변화를 악화시킵니다.플라스틱 분해에 필요한 온도, 습도 및 기타 조건의 부족으로 인해 매립지의 생분해성 플라스틱과 비분해성 플라스틱 사이의 "분해성"에는 사실상 차이가 없습니다.

중국 합성수지협회 플라스틱 재활용 분과의 기술부회장인 왕쥔은 지식인들에게 "분해성 플라스틱이 자연적으로 분해되는 데 20년이 필요하다고 가정하더라도, 이는 비분해성 플라스틱보다 훨씬 짧은 시간입니다. 20년 동안 완전히 분해되지 않은 상태에서 자연 생태와 생물학에 대한 피해는 다른 플라스틱과 다르지 않습니다."

불타다

특히 화석 기반 플라스틱의 발열량이 석탄보다 높다는 점을 고려할 때 발전이나 난방을 위한 소각은 매립보다 낫다.에너지 활용의 관점에서만 사용된 플라스틱을 태우는 것이 다른 재생 불가능한 에너지원(석탄, 석유 및 천연 가스)을 태우는 것보다 더 효율적입니다.

그러나 통지대학교 연구팀은 소각로의 슬래그에서 난해한 미세플라스틱을 발견했다.]연구는 소각로에 투입되는 폐기물 1톤당 360000~102000개의 미세 플라스틱 입자가 생성될 수 있다고 추정했다.다시 말해 소각을 한다고 해서 플라스틱 공해 문제를 한 번에 해결할 수는 없습니다.또한 자원의 관점에서 플라스틱 소각도 매우 낭비입니다.비분해성 플라스틱과 분해성 플라스틱은 모두 수명을 단축해야 합니다.아래 재활용 링크를 통해 재활용 플라스틱으로 만드는 것과 비교하면 재활용 가능성을 잃습니다.

개심

소각에 의한 단순하고 조잡한 자원 처리와 비교할 때 재활용은 플라스틱 폐기물에 대해 널리 옹호되는 솔루션입니다.화석 기반의 비분해성 플라스틱(예: PET)은 대규모로 재활용되어 플라스틱 또는 섬유 제품 생산에 사용될 수 있습니다.노르웨이에 기반을 둔 분류 및 재활용 솔루션 제공업체인 taolang 그룹의 순환 경제 사업 담당 부사장인 Chang Xinjie는 지식인들에게 "PET 병 재활용은 중국에서 대규모가 되었습니다. Tao Lang의 추정에 따르면 수거율은 85%에 달했습니다. ; 현재 분해성 플라스틱은 사용 후 수집 및 재활용을 고려하지 않고 일회성 적용 시나리오에서 주로 재료로 대체되므로 기존의 재활용 가능한 플라스틱보다 반드시 더 나은 것은 아닙니다."

Chang Xinjie는 현재 많은 후처리 회사의 광학 선별 장비가 PP 및 PE에서 PBAT 및 PLA와 같은 생분해성 물질을 식별할 수 있다고 소개했습니다.그러나 문제는 많은 제품이 단일 재료가 아니라는 것입니다.제조업체마다 PLA, PBAT 및 전분과 같은 다른 재료를 제품에 혼합할 수 있으며 비율이 다릅니다.현재 장비는 식별 대상이 될 수 없으므로 나중에 분류하는 데 더 많은 문제가 발생합니다.

Chang Xinjie는 "현재 중국의 재활용 시스템에 들어가는 분해성 플라스틱의 양은 적지만 앞으로 분해성 플라스틱이 널리 사용되고 전면 제품 표준과 폐기물 분류가 엄격하고 정밀하지 않다면, 분해성 플라스틱은 재활용 플라스틱과 혼합되어 전체 재활용 프로세스를 방해할 수 있습니다."

유사한 원리에 따라 일반 종이 식품 포장(예: 일회용 종이컵)은 복합 재료로 구성됩니다.방수 및 내유성을 위한 플라스틱 필름 층이 있습니다.효과적으로 분리할 수 없으면 종이도 플라스틱 재활용에 영향을 미칩니다.

실제로, 사용 후 생분해성 플라스틱은 분해 임무를 완료할 수 있는 기회를 갖기 위해 지원 분해 채널에 들어가야 합니다.그러나 Chang Xinjie는 현재 중국에는 이러한 지원 시설이 거의 없다고 밝혔습니다.

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분해성 플라스틱은 현재 재료 폐쇄 루프를 형성할 수 없습니다.

Wang Jun은 생분해성 플라스틱이 매우 미성숙하거나 대부분의 경우 유사 개념이라고 생각합니다.

그 이유는 사람들의 마음 속에 있는 '열등'의 개념은 자연을 관찰하는 데서 비롯되기 때문입니다.예를 들어, 나무와 같은 유기체는 자연적으로 존재하는 미생물에 의해 완전히 분해되어 다른 유기체의 영양이 되고 물질적 폐쇄 루프를 형성할 수 있습니다.현재 "생분해성" 플라스틱과 같은 인공 고분자는 폴리에스터 고분자이며 미생물에 의해 소화되기 전에 화학적 분해의 첫 번째 단계를 위한 특정 가수분해 조건이 필요합니다.

"이것은 자연 분해와 다릅니다. 자연이 합성 플라스틱을 직접 먹이로 하여 미생물을 진화시키기 전에 합성 플라스틱은 자연 폐쇄 루프 도로, 즉 분해 및 흡수를 위해 플라스틱을 자연에 던지는 것은 환경에 대한 책임 있는 접근 방식이 아닙니다. "라고 왕준은 말했다.

실험실에서 연구된 분해성 플라스틱은 분해 과정을 돕기 위해 적절한 온도, 습도 및 풍부한 미생물 개체군을 즐길 수 있습니다.그러나 실험실에서 나가기 위해 분해성 플라스틱은 분류, 수집 및 처리와 같은 실제 "산길"에 직면해 있습니다. 이 모든 것이 연결되어 있고 필수 불가결합니다.

현재 국내 도시의 쓰레기 분류 시스템은 분해성 플라스틱의 분리 저장 및 운송을 실현할 수 없습니다.모든 종류의 플라스틱이 같은 방식으로 소각장에 들어가면 소비자는 생분해성 플라스틱에 높은 가격을 지불함으로써 환경 보호의 중요성을 잃게 됩니다.

다시 말해, 폐기물 분리 시스템이 엄격하게 시행된다는 가정 하에 후단 분해 시설도 생분해 조건(효율적인 분해를 위해서는 일반적으로 산소가 필요, 50℃의 고온 및 55%의 습도)을 충족해야 합니다. .현재 국내 대부분의 주방폐기물 혐기성소화시설은 산소 부족 등 생분해 요구를 효과적으로 충족시키지 못하고 있다.

퇴비화는 가장 일반적인 분해 방법입니다.

마지막으로 폴리에스터는 생물학적 과정을 통해 이산화탄소, 물, 무기염류, 바이오매스로 변형될 수 있으며 자연환경(물, 토양)이나 동식물에 유해한 물질이 생성되지 않습니다.EU 표준에 따르면 산업 퇴비화 조건에서 퇴비화 가능한 물질은 자연적으로 존재하는 미생물에 의해 완전히 분해되어야 하며 4가지 조건을 충족해야 합니다. (2) 퇴비화 조건에서 재료의 90%가 6개월 이내에 완전히 분해되어야 합니다. (3) 퇴비화 조건에서 12주 이내에 육안으로 식별할 수 없는 크기로 파편화되어야 합니다.(4 )퇴비 제품은 식물의 성장과 발아(및 지렁이)에 무해합니다.

현재 소위 퇴비화 가능한 제품의 진위 여부를 확인하기 어렵고 글로벌 표준 산업 퇴비화 시스템은 이러한 플라스틱의 생산량보다 훨씬 적습니다.분해성 라벨이 부착된 이러한 "녹색" 패키지는 여전히 물이나 토양과 같은 자연 환경으로 유입됩니다.

왕준은 "분해성 플라스틱은 일반 플라스틱보다 쉽게 ​​부서진다. 대규모로 환경에 유입되면 다시 수거하는 것이 거의 불가능하고 플라스틱 오염 문제가 더 심각할 것"이라고 말했다. 후단 처리의 일시적인 무시, 분해성 플라스틱은 사용 단계에서 한계가 있습니다. Wang Jun은 천연 분해성 재료에 비해 분해성 플라스틱의 미성숙은 천연 재료의 분해가 "스위치" 메커니즘을 가지고 있다는 점이라고 설명했습니다."예를 들어, 잎은 나무에 있을 때 열화되지 않으며, 열화는 떨어진 후에, 즉 수명 주기가 끝난 후에만 발생합니다."그는 "생분해성" 플라스틱에는 이러한 메커니즘이 없으며 "사용"에 직면해 있으며 "분해성 플라스틱은 기존의 비분해성 플라스틱만큼 내구성이 없으며 모든 천연 재료만큼 분해되지 않습니다"라고 Wang Jun은 말했습니다.

인간은 수백만 년 동안 지구에 살았으며 플라스틱의 사용과 대중화는 지난 세기에 불과했습니다.플라스틱이 대규모로 사용되기 전에는 사람과 제품 포장의 관계가 지금과 같지 않았습니다.유통 기한이 짧은 식품은 원산지 근처에서 대량으로 판매되는 경우가 많았습니다.사람들은 식량을 사기 위해 자신의 기름 항아리와 쌀 주머니를 곡물과 기름 상점에 가져갔습니다.유통기한이 더 긴 정교한 차와 비스킷은 대부분 소유자가 남긴 정교한 금속 상자에 포장되어 있습니다. 기타 용도.

플라스틱은 의심할 여지 없이 우리에게 많은 편리함을 가져다 주었지만 모든 플라스틱 포장이 필요한 것은 아닙니다.

"플라스틱은 인간의 산물입니다. 인간이 야기하는 문제를 자연에 의존해서는 안 됩니다. 플라스틱은 우리가 만드는 것이기 때문에 인간의 시스템 주기에 폐쇄 루프를 형성하고 머물도록 최선을 다해야 합니다. 자연계 순환에 들어가는 것보다"라고 왕준은 말했다.

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정책 변경 중

실제로 분해성 플라스틱의 문제가 증가함에 따라 2021년 9월 8일 국가 발전 및 개혁 위원회와 생태 환경부는 14차 5개년 계획("계획")에서 플라스틱 오염 통제를 위한 실행 계획을 발표했습니다. 플라스틱 오염의 전체 체인 제어 시스템, 플라스틱 생산 및 사용의 감소를 촉진하고 플라스틱 대체품을 과학적으로 꾸준히 촉진합니다.

"계획"에서는 전체 수명 주기에서 분해성 플라스틱 제품의 자원 및 환경 영향을 충분히 고려하고 다양한 유형의 분해성 플라스틱의 메커니즘 및 영향을 연구하고 환경 안전 및 제어 가능성을 과학적으로 평가할 것을 제안합니다.

중국 합성수지 협회 플라스틱 재활용 지부 및 재활용 PET 지부 부사장인 Wang Wang은 지식인을 분석하고 이 "계획"이 분해성 플라스틱에 대한 정책 수준의 태도, 즉 전체 수명 주기 환경 영향, 분해를 보여주는 것이라고 말했습니다. 분해성 플라스틱의 메커니즘과 안전 제어 가능성이 명확하지 않으며 무질서한 개발 및 생산 능력의 맹목적인 확장이 있으므로 시정해야 합니다.

예를 들어, "계획"에서 분해성 플라스틱 산업은 질서 있고 합리적인 레이아웃으로 발전해야 하고, 응용 분야는 표준화되어야 하며, 분해 조건 및 폐기 방법도 명확해야 한다고 제안되었습니다.정책 신호는 "현재 분해성 플라스틱의 대규모 홍보 및 응용에 적합하지 않다"고 Wang Wang은 결론지었습니다.