塑料废弃物污染的综合治理研究进展 - 生态环境学报

塑料废弃物污染的综合治理研究进展 - 生态环境学报 生态环境 2008, 17(6): 2473-2481 Ecology and Environment E-mail: editor@jeesci.com 塑料废弃物污染的综合治理研究进展 1,21,21赵胜利,黄宁生,朱照宇 1. 中国科学院广州地球化学研究所，广东 广州 510640;2. 广东省科学院，广东 广州 510070 摘要,近年来，随着经济的发展，废旧塑料大幅增加，塑料废弃物所造成污染已经成为了破坏环境的主要因素之一。塑料废弃物污染即所谓的白色污染，主要是由废旧塑料高分子的不可降解性和添加剂的毒害性引起的。文章在对白色污染产生的背景及其污染危害的基础上，讨论了治理白色污染的治理的两个方面，一方面对可降解塑料和对废旧塑料的回收再生两个主要的技术研究开发方向进行了综述和展望，详细介绍了光降解塑料、光-生物双降解塑料和生物降解塑料的研发进展，并对填埋、焚烧和再生三种塑料废弃物的处理方法进行了详细的分析;另一方面就立足循环经济理论，加强政策法规的运用，同时加强宣传教育等方面的问题进行了讨论，并提出了相应的对策。 关键词,塑料废弃物污染;白色污染;可降解;回收再生;循环经济 中图分类号,X78 文献标识码,A 文章编号,1672-2175(2008)06-2473-09 随着近年来我国经济的蓬勃发展，人民生活水包装塑料大部分最终以废旧薄膜、塑料袋和泡平得到了快速提高。然而在人们享受经济发展给生沫塑料餐具等形式被丢弃在环境中，散落在农田、活带来种种便利的同时，我国的生态环境正在面临市区、风景旅游区、水利设施和道路两侧，从而对着严峻的考验。其中，塑料废弃物污染成为了破坏环境造成严重的视觉污染并对生态环境造成潜在环境的主要因素之一。塑料废弃物污染，即通常所的危害。 谓的白色污染，主要是指由塑料废弃物产生的对城白色污染的主要危害主要有: 市环境，人体健康，耕地土壤，石油资源消耗等方1.1 对生物体的毒害性 面严重的负面影响。 虽然塑料的主体——高分子聚合物通常安全 塑料，作为一种新型材料，具有质轻、防水、无毒，但几乎所有的塑料制品都添加了一定成分的耐用、生产技术成熟、成本低廉等特点。随着相关添加剂，使得塑料制品的可塑性和强度得到改善，学科和产业的发展，塑料制品在全世界得到了广泛从而满足塑料制品的各种使用性能。例如，在聚氯的应用，同时也产生了大量的塑料废弃物。目前，乙烯(polyvinyl chloride)中，酞酸酯(Pathalic Acid 我国每年塑料制品废弃量也逐年大幅增长，仅2006Esters，简称PAEs)作为添加剂的使用量达到了年就比上年度增加了320万t左右。从清华大学公35%,50,，随着时间的推移，PAEs可由塑料中迁共管理学院公布的中国分类垃圾年增长率来看:自移到外环境。由于过去一直认为其毒性低，PAEs1984年以来，塑料垃圾的增长率是各种垃圾中最高得到了广泛使用，生产和使用量逐年增加，目前全的。因此，各国各国纷纷投入大量的人力物力，着世界年产量高达200万t之多，我国近些年来年产量[1-2]力于解决塑料废弃物引起的白色污染问题。近年达21,26万t左右。研究发现，PAEs在大气、降来，在解决塑料废弃物污染的治理方面的研究取得尘、生物、食品、水体和土壤等的污染以及河流底[3-5]了很大的进展，但也仍然面临着诸多困难，以致截泥、城市污泥等介质中残留，其水解和光解速率 [6]止目前，白色污染问题仍然是人类社会面临的主要都非常缓慢，属于难降解有机污染物。研究表明，污染问题之一。 PAEs具有一般毒性和特殊毒性(如致畸、致突变性 本文主要从技术研发的角度综述分析了治理或具有致癌活性)，尤以造成人体生殖功能异常，塑料废弃物污染的研究进展，同时简要回顾了目前男性精子数量的减少而最受关注，在人体和动物体治理塑料废弃物污染的政策 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，并分析了综合治内发挥着类雌性激素的作用，干扰内分泌。 理塑料废弃物污染所存在的问题。 1.2 对土壤和大气环境的危害 1 塑料废弃物污染的主要危害 (1)废旧塑料废弃物混在土壤中，会影响作物 基金项目,广东省科技计划基金项目(2007B030101006);广东省自然科学基金研究团队项目(04201163) 作者简介,赵胜利(1976年生)，男，博士，主要从事塑料废弃物污染方面的研究。E-mail: zhaosl@gzb.ac.cn 收稿日期,2008-06-12 2474 生态环境 第17卷第6期(2008年11月) [9]吸收养分和水分，导致作物减产。地膜覆盖技术可。为了解决这一问的光降解和生物降解都比较慢以有效增加农作物产量并提高产品质量，大大提高题，世界各国投入了大量的研发力量开发和应用可[10-12]了土地资源的利用率。我国目前已成为农田基本建降解塑料。可降解塑料是指一类其制品的各项设覆盖面积最大的国家。但是由于目前我国使用的性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使地膜大多是以聚氯乙烯等为原料的难降解高分子用后在自然环境条件下，能降解成对环境无害的物 [13]化合物，其制品在自然条件下难以分解。据推算，质的塑料, 从而对环境进行保护。 土壤中的残膜碎片可存在200~400 a之久，从而破塑料的降解主要是高分子化学键断裂所引起， [13]坏土壤原来良好的理化性状，阻碍肥料的均匀分降解的方式和程度与环境条件有关。其主要降解布，影响植物根系生长，从而导致农作物减产。有方式有:水解降解，氧化降解，微生物降解和机械 [7]研究显示，在每公顷地有残膜58.5 kg时，农作物降解。但从实际应用角度，一般是运用光降解、光[14]减产幅度为:玉米11%~23%，大豆5.5%~9.0%，蔬-生物双降解和生物降解等方式。 菜14.6%~59.2%。 2.1.1.1 光降解塑料 (2)混入生活垃圾中废旧塑料包装物根本无法光降解塑料是高分子链能用光化学方法使之有效治理，卫生填埋及堆肥处理无法分解，人工分破坏，塑料失去其物理强度并脆化，经自然剥蚀细选后其粘附杂质较多而无法再回收利用。塑料密度脆化后变为粉末，进入土壤，在微生物作用下重新小，体积大，能很快填满场地，降低填埋场地处理进入生物循环。此类产品生产技术比较成熟，但完 全降解的时间很长，且不容易完全降解。程桂荪等垃圾的能力;而且，填埋后的场地由于地基松软， 垃圾中的细菌，病毒等有害物质很容易渗入底下，通过盆栽和田间实验发现此类产品残膜会影响作 物的根系发育，妨碍作物对水、肥的吸收所致。他污染地下水，危及周围环境。 (3)破坏臭氧层。在生产一次性发泡塑料餐具们认为，只要残片的面积小于4 cm×4 cm就不会引2起作物减产。并且如按每年每hm的过程中，由于使用了发泡剂，会破坏大气臭氧层。 使用地膜45 kg [15]1.3 浪费大量不可再生资源 计，就不会对土壤产生污染。 合成塑料的原料主要是煤、石油和天然气等不2.1.1.2 光-生物双降解塑料 可再生资源。据估计大多数塑料制品在10 a内其光-生物双降解塑料是利用光降解机理和生物[13]50%~60%将转化为废弃塑料，那么全世界2000年降解机理相结合的方法制得的一类可降解塑料。 2亿t的塑料产量在2010年将产生1亿t的废弃物，此类制品的主要母体是发泡聚苯乙烯，在母体如果没有采取积极的治理措施，将对日益紧缺的不中加入一些促进其降解的淀粉、光敏剂、生物降解 [8]可再生资源产生巨大的浪费。 剂等，使其在使用时具有与一次性发泡聚苯乙烯餐1.4 视觉污染 具相同的功能，产品使用后，在自然条件下，其化 塑料废弃物散落在城市旅游区、水体、树上和学结构能够降解为水、二氧化碳和其他物质。 道路两侧，尤其在垃圾站，垃圾场周围这种现象更此类产品只能在自然环境中降解为细小颗为严重，破坏了城市整体美感，影响市容观瞻。 粒，并不能完全降解，从而对环境造成更严重的2 解决白色污染的措施 二次污染。 随着塑料应用领域的拓宽和使用量的急剧增2.1.1.3 生物降解 加，白色污染问题已越来越为社会所关注。各国纷(1)部分生物降解塑料。该类制品是将淀粉、纷投入大量的人力物力解决白色污染问题，并取得纤维素、微生物聚酯等掺入聚乙烯(polyethylene)、了初步的成效。目前解决白色污染的措施主要集中聚丙烯(polypropylene)等制成塑料。这种塑料中在两个方面，一方面是从技术方面进行开发研究，的淀粉、纤维素等易在自然条件下分解从而把聚合以期获得不可降解塑料制品的可替代产品和对废物瓦解成微小片段，使其结构完整性受到破坏，从旧塑料制品的综合回收再利用;另一方面从宣传法而减轻环境污染，然而形成的微小片段极有可能造[16]律，经济政策方面进行调控，利用法律法规的强制成二次污染。 力和市场经济的杠杆作用把废旧塑料对环境的危此类产品实际上对治理“白色污染”的意义不害降到最低点。下文将从技术研发和政策调控两个大，由于无法彻底降解，形成的塑料碎片会造成土方面分别进行阐述。 壤板结、沙化，作物减产，回收处理更加困难，所2.1 技术研发现状 以此类产品对环境危害更为严重。 2.1.1 可降解塑料制品研究现状 (2)完全生物降解塑料:?天然高分子生物降 一般来说，塑料除了热降解外，在自然环境中解塑料。天然高分子生物降解塑料是利用生物可降 赵胜利等:塑料废弃物污染的综合治理研究进展 2475 解的天然高分子如植物来源的生物物质和动物来产业化需要进一步的研究开发，同时也需要政府企源的甲壳质等为基材制造的塑料。目前，美国、日业的大力投入。 本已从甲壳质开发了一系列可降解制品，用于外科b)淀粉基生物可降解塑料。 缝线、人造皮肤、缓释药膜材料、固定酶载体、分天然淀粉是刚性颗粒结构，含有大量的羟基极[17]离膜材料和絮凝剂等。但是这种材料的力学性性基团，分子链之间具有较强的氢键作用，淀粉不 [18]能、防水耐热性都有较大的差距。 具有热塑性，因此难以对淀粉进行成型加工。近年 a)植物纤维类制品。这类制品的生产工艺较为来，人们通过对淀粉加入增塑剂、改性接枝等方法成熟，其优点是降解率高，在生产、使用和销毁的对淀粉进行增塑改性，从而是淀粉具有一定的热塑过程中对环境不构成任何污染。然而其缺点也很明性。Giulia Bonacucina等报道了当增塑剂的添加量 [20]显:壳体的质量大、耐积压程度不够、潮湿环境下。黄灵阁大于30%才能有效增加淀粉薄膜的弹性容易霉变、耐水耐油时间短、产品之间易粘连。 等在氮气氛围下以硝酸铈铵(ammonium ceric ni- b)淀粉类制品。该类制品是以淀粉为主要原料，trate)作为引发剂将丙烯酸丁酯(butyl acrylate)接[21]制成各种形状的餐饮具。此类产品在自然条件下就枝到淀粉上，增强了淀粉的可塑性;石红锦等也可以生物降解。其缺点是加工工艺复杂，产品质地报道了利用接枝改性制备乳酸/淀粉接枝共聚物的[22]极脆，极易吸潮，在潮湿的环境中容易霉变，不宜方法。 长期存放。 科研人员还尝试了多种方法优化淀粉基塑料 的耐水性和力学强度等性能。Fringant等将淀粉三c)纸制品。该类制品分为两种，产品外观，保 温和防水防油性能良好。其缺点也很明显:不宜长醋酸酯在二氯甲烷(methylene dichloride)中形成 的溶液作为淀粉塑料的涂饰剂涂饰在制品表面，从期存放，容易霉变，产品质量稳定性不好，容易变 [23]形。最重要的是，其降解特性并不突出，由于该类而增强制品的耐水性;Fernando利用琥珀酸酐 (succinyl oxide)交联马铃薯淀粉，从而改善淀粉的制品的外层表面的防油防水助剂，使得该类产品在 [24]环境中降解的速度很慢，甚至有环境污染的隐患。 耐水性;Lei Qiao等报道了用AKD、淀粉为原料[25]另一种是纸板制品。该类产品的生产过程中会制得疏水淀粉。黄明福等用蒙脱土 [26]产生了大量的污水，并且严重浪费木材，影响森林(montmorillonite)对淀粉改性，Mark Johnsona[27]业发展和生态平衡。而且该类产品通常外表面都被等研究了利用芒草纤维对淀粉改性，Maurizio等 [28][29]涂覆了聚乙烯膜，给该类产品的降解带来了困难。 研究了利用粘土纳米颗粒对淀粉改性，孙广平[30]?合成高分子型生物降解塑料。合成高分子型和于昊等利用聚丙撑碳酸酯(PPC)与淀粉共混，生物降解塑料是指利用化学方法合成制造的生物来提高淀粉的力学性能。 降解塑料。这类产品具有较大的灵活性，可通过研c)脂肪族聚酯聚合物。 究合成与天然高分子生物降解塑料结构相似的或目前主要产品有聚乳酸(PLA)和聚己内酯合成具有敏感降解官能团的塑料。 (PCL)。聚乳酸(PLA)是一种生物发酵制品，具有良 [19]a)二氧化碳基聚合物制品。 好的生物降解性。以糖蜜、淀粉等原料发酵可制成 二氧化碳基聚合物是一类全降解塑料。我国在乳酸，再通过共聚改性等化学手段可合成性能优异此方面的研发工作居世界前列。 的生物降解塑料。PLA是一种热塑性材料，可采用 中国科学院广州化学有限公司建立了500 L中传统方法加工成型，产品用于包装、农膜以及医用试规模聚合反应的示范生产装置，完成了间歇聚合材料等领域。 工艺。该项目目前已经通过专家验收。中国科学院聚己内酯(PCL)是由己内酯在催化剂作用下长春应化所与蒙西高新技术集团公司合作，经过3聚合而成，是一种高度结晶的热塑性树脂，可以被年攻关，建成了第一条3000 t/a二氧化碳基全降解脂肪酶水解为小分子，再被微生物降解。它可用于塑料母粒生产线，并于2004年2月通过专家验收。传统技术进行加工，制成薄膜和其它包装材料。PLC标志着我国二氧化碳基聚合物研发水平和生产能在泥土中一年会降解95%，而在空气中比较稳定。力已挤身世界前列。 PCL还具有优良的药物通用性，可用于体内植入材 二氧化碳基聚合物在制造、使用、废弃直到再料和药物的缓释胶囊。美国UCC公司已进行了批生循环利用的过程中，均对环境友好，不会造成污量生产，并将PCL应用于制造外科用品、黏结剂和染。该类聚合物仍处在机理研究和应用研究阶段。颜料分散剂等产品。 在工艺方面仍存在诸如拓宽产品使用温度范围，产d)微生物合成 品低温增韧高温增强的问题还未完全解决。大规模利用微生物发酵生产的生物可降解塑料，可被 2476 生态环境 第17卷第6期(2008年11月) 多种微生物完全降解，具有广泛的开发应用前景。垃圾中大约10%的废弃塑料埋入地下，因废弃塑料 [34]目前该类制品的研究重点主要是生物合成聚聚-3，降低填埋场密度小体积大，而侵占了大量土地羟基链烷酸酯(PHA)。PHA是某些微生物处于逆境处理垃圾的能力。由于早期埋置于地下的塑料并不状态下(如缺氧、碳、镁等)，细胞内合成的一种降解，从而影响土质结构，使地基松软，垃圾中的贮藏类聚酯，如聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊细菌、病毒等有害物质很容易渗入底下，污染地下 [35]酸酯(PHV)及它们的3-羟基丁酸和3-聚羟基戊酸水，危及周围环境。 的共聚物(PHBV)等都属于此类研究的方向。该2.1.2.2 焚烧 类材料不仅具有高分子化合物的基本特性，还具有焚烧是通过对高温燃烧，减少废旧塑料，并将[36]良好的生物降解性和生物相容性的特点。可用作各其变成惰性残余物。 类包装材料以及医用高分子领域，特别是用于合成焚烧回收能量曾一度被看作是处理废塑料的药物与昆虫信息素。 理想方法，因为这些聚合材料的发热值完全可以和 英国的ICI公司开发了PHBV及其衍生物燃油相比:聚乙烯和聚苯乙烯的燃烧热高达46000 [37](Biopol)和日本东京工业大学资源研究所开发了KJ/kg，超过燃料油平均值44000 KJ/kg。 PHB。该类产品具有较高的生物分解性，但价格昂但焚烧处理过程中，大多不能完全燃烧，从而[31][38]贵，不易推广。 对环境产生严重的二次污染。可排放出有毒物质2.1.1.4 可降解塑料发展小结与分析 如多环芳烃(PAHs)，二恶英，呋喃(furan)等。 随着人们对环境保护的重视及对可降解塑料另外，废旧塑料的焚烧后会产生镉(cadmium)、的深入研究，近年来，可降解塑料得到了较快的发铅(pb)等重金属，也会对生态环境产生重大影响。 展。但由于可降解塑料的生产成本较高，导致价格 废塑料焚烧利用热能的过程中，关键技术是燃 [32]远远高于通用普通塑料，是通用塑料的5~10倍。烧和排烟处理。目前，各国都在开发控制焚烧二次另外，降解技术不够成熟，产品的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和评价指标污染的技术，例如美国开发了RDF技术(垃圾固不完善造成目前可降解塑料缺乏市场竞争力，相关体燃料)，将废弃塑料与废纸、木屑、果壳等混合，产业并未随着经济的强劲增长而扩大，反而有日趋既稀释了含氯的组分，且便于储存运输。但是其设弱小的趋势。 备昂贵，不宜推广;目前日本开饭了移动床气化炉， 可降解塑料普及和应用是解决白色污染问题工艺采取气化加高温熔融焚烧，这种焚烧炉可从根 [39]的源头。从长远来看，随着科技的发展，生产成本本上解决二恶英和重金属污染的问题。日本研究的降低和成品质量性能的完善，可降解塑料必将取了水泥回转窑喷吹废塑料技术，并成功的将废塑料代不可降解塑料，从而从根本上解决白色污染问代煤的比重提高到了55%;德国和日本还开发了高题。但由于目前可降解塑料发展所面临的各种科学炉喷吹废塑料炼铁技术，在把废塑料用于高炉喷吹 [40]技术上的难题以及市场竞争的劣势，为了遏制、减代替煤、油和焦方面取得了良好效果。 少白色污染，同时减少不可再生能源的消耗，目前2.1.2.3 再生 必须同时着眼于废旧塑料的回收再利用。 填埋和焚烧是处理废旧塑料的比较通常易于2.1.2 废旧塑料的回收再利用 采用的方式，但是这两种方式都容易对环境造成严 废旧塑料的回收循环利用符合固体废弃物处重的污染，而采取净化处理的设备设施又价格昂理的减量化、无害化和资源化的原则，为国家节约贵。再生塑料主要是指消费后可循环利用的塑料，资源，缓解国内塑料原料供需矛盾。数据表明，塑因其使用寿命结束后经过回收、集中、分类、处理料总量总约70%~80%的通用塑料在10 a内转化为后获得再生价值，实现循环利用。 废弃塑料，其中有50%的塑料将在2 a内转化为废(1)塑料的鉴别分离 弃塑料。目前欧洲塑料平均回收率在45%以上，德对废旧塑料进行处理的前提是对塑料的回收国甚至达到60%，而我国的塑料回收率仅在20%左分离分选。在我国，造成废旧塑料回收率低的重要右。将废旧塑料回收加工，循环生产，同时减少对原因是垃圾分类收集程度很低。由于不同的废旧塑石油等原料的消耗，降低塑料成品价格，具有强大料的熔点、软化点相差较大，为使废旧塑料得到更[33]的市场潜力。 好的再生利用，最好分类处理单一品种，因此对废 目前，废塑料主要采取填埋、焚烧、简单再生、旧塑料的鉴别分离是废旧塑料回收的重要环节。 化学循环利用等方法进行处理。 ?鉴别 2.1.2.1 填埋 对废旧塑料的传统鉴别技术有外观鉴别法、燃 填埋法是目前世界上最常用的垃圾处理技术。烧鉴别法、溶解鉴别法和密度鉴别法等。而利用先 赵胜利等:塑料废弃物污染的综合治理研究进展 2477 表1 鉴别技术方法分类及特点 Table 1 Discrimination Techniques and Characteristics 技术方法分类 技术方法特点 传统鉴别技术 外观鉴别法 用感观来观察塑料制品的外观特征，从而鉴别塑料的类型 燃烧鉴别法 主要根据燃烧的难易程度、气味、火眼特征及塑料状态变化等现象来鉴别 溶解鉴别法 根据塑料在溶剂中的溶解情况来判断塑料的种类 密度鉴别法 根据各种塑料具有不同的相对密度来鉴别 通过应用差热扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)和热机械分析(TMA)来近代鉴别技术 热分析鉴别法 测定塑料的熔点、软化点、玻璃化转变温度、热分解温度和结晶温度等来判断塑料的 种类 根据聚合物的红外光谱对塑料进行鉴别，对塑料有较强的识别能力。NIR的穿透能力中红外线(MIR)光谱鉴别法 比MIR强，且响应时间短，灵敏度高，应用范围较广。但NIR不适合于对深色塑料近红外线(NIR)光谱鉴别法 的鉴别。 激光发射光谱分析(LIESA)鉴别法 快速鉴定塑料的方法，可穿透样品，也可用于鉴定深色和黑色的塑料。 通过两金属电极产生电火花烧焦塑料产生的原形质释放的光谱来鉴定。应用范围广，等离子体发射光谱法 方便快捷。并可鉴定塑料中是否存在重金属或卤素添加剂。 X射线荧光(XRF)鉴别法 专门用来鉴别PVC。 进的设备仪器，又发展出了近代鉴别技术，包括热下高分子发生降解反应，形成了低分子量的产物， 分析鉴别法、中红外线(MIR)光谱鉴别法、近红产物可进一步利用。目前化学循环的主要方法有热 外线(NIR)光谱鉴别法、激光发射光谱分析(LIESA)裂解和气化等技术。 [41]鉴别法和X射线荧光(XRF)鉴别法等(表1)。 a)热裂解是指塑料在无氧条件下高温[42-44]?分离 (>700 ?)进行裂解。随着裂解反应研究的不断深 入，热裂解已经成为目前研究较多和已较多用于生表2 分离方法分类及特点 Table 2 Isolation Techniques and Characteristics 产的化学深加工方法。裂解的产品一般分为两种，[45]分离方法 特点 一种是化工原料(如乙烯、丙烯、苯乙烯等)， 仪器识别与分离技术 利用X光，热分析，红外线等仪器进行分离 另一种是燃料(如汽油、柴油、焦油等)。 利用旋风分离原理和塑料的密度差开发了水制取化工原料是在反应塔中加热废塑料，在沸水力旋分技术 力旋风分离器 腾床中达到分解温度，一般不产生二次污染，但技利用各种塑料对有机溶剂的溶解性的不同，分溶剂分离技术 术要求高，成本也高。Bonnans-Plaisance,C.报道了离混合废塑料。 采用间歇式反应器，将废旧塑料放进外热式热降解对密度很接近的废旧塑料，利用其亲水性和疏浮选分离法 水性的不同进行分离。 反应器内，升温后，废旧塑料在一定温度下裂解， [46]静电分离技术 用摩擦生电的原理 生成小分子的气态烃，并通过冷凝器收集。 利用塑料的不同熔融温度对混合废旧塑料进熔融分离法 目前大量的研究工作集中在裂解油化技术。通行分离。 常采用热裂解和催化裂解。日本富士循环公司开发 了将废旧塑料转化为汽油、煤油和柴油技术，采用 ZSM-5催化剂，通过两台反应器进行转化反应将塑对小批量的废旧塑料，可采用人工分选法，但 料裂解为燃料。每千克塑料可生成0.5 L汽油和0.5 效率低，成本高。目前，国外开发了多种分离分选[47]L煤油和柴油。美国Amoco公司开发了将废旧塑的方法。表2列举了对废旧塑料的分离方法及特点。 料在炼油厂中转变为基本化学品。经预处理的废旧(2)再生技术 塑料溶解于热的精炼油中，在高温催化裂化催化剂?熔融再生技术 作用下分解为轻产品。由聚乙烯回收得LPG、脂肪熔融再生是将废旧塑料加热熔融后重新塑化。 族燃料;由聚丙烯回收得脂肪族燃料，由聚苯乙烯熔融再生是通过切断、粉碎、加热熔化等工序对废[48](PS)可得芳香族燃料。Yoshio Uemichi等取高旧塑料进行加工的循环利用技术，是目前处理废旧 质量汽油有效，所得的汽油产率为58.8%，辛烷值塑料的重要途径。 94。德国的Vebaeol公司组建了氢化裂解装置，使?化学循环利用技术 废塑料颗粒在15~30 MPa，470 ?下氢解，生成一自上世纪90年代以来，世界各国，尤其是西 种合成油。这种加工方法的能量有效利用率为方工业发达国家在废旧塑料的循环利用方面获得 88%，物质转化有效率为80%。 了迅速的发展，其中化学循环利用是近期研究开发 国内在这方面也有不少研究。李梅等报道废旧的热点领域之一。它指的是在热和化学试剂的作用 2478 生态环境 第17卷第6期(2008年11月) 塑料在反应温度350~420 ?，反应时间2~4 s，可术，有些技术甚至已经达到工业化的规模。但是，得到MON73的汽油和SP-10的柴油，可连续化生对废旧塑料的大规模分类回收和分离，以便为废旧[49]产。李稳宏等进行了废塑料降解工艺过程催化剂塑料的再利用提供优质的原料成为目前废旧塑料的研究。以PE、PS及PP为原料的催化裂化过程中，能够高效再利用的难点。而对废旧塑料的分类回收理想的催化剂是一种分子筛型催化剂，表面具有酸不仅仅依靠技术的进步，更需要各国及地方政府的性，操作温度为360 ?，液体收率90%以上，汽油政策支持和对经济杠杆的运用。 [50]辛烷值大于80。刘公召研究开发了废塑料催化裂2.2 政策及综合治理 解一次转化成汽油、柴油的中试装置，可日产汽油、1999年1月22日国家经济贸易委员会办法的柴油的中试装置，可日产汽油、柴油2 t，能够实现六号令中，要求于2000年前实现对一次性发泡塑汽油、柴油分离和排渣的连续化操作，裂解反应器料餐具的禁产禁售和禁用。2000年4月23日国家具有传热效果好，生产能力大的特点。催化剂加入经贸委又发出《关于立即停止生产一次性发泡塑料量1%~3%，反应温度350~380 ?，汽油和柴油的餐具的紧急通知》，要求所有生产企业立即停止生总收率可达到70%，由废聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙产一次性发泡塑料餐具。2001年又先后三次以通烯制得的汽油辛烷值分别为72、77和86，柴油的知、紧急通知等形式，要求各地政府和有关部门加凝固点为3 ?、-11 ?、和-22 ?，该工艺操作安强执法力度，立即停止生产和使用发泡塑料餐具。 [51]全，无三废排放。袁兴中针对废塑料油化工艺中截止至2003年，全国已有武汉、哈尔滨等20多个的问题，研究了流化移动床反应釜催化裂解废塑料省市颁布实施了地方性的“治白”条例，却收效甚微。 [52]的技术。 北京市环保局对治理“白色污染”确定了“回收 通过裂解，将废旧塑料制为化工原料和燃料，是利用为主，替代为辅，区别对待，综合治理”的技资源回收和避免二次污染的重要途径。美国、日本、术路线，并要求在北京市生产、经销一次性塑料餐德国都有大规模工厂。我国在北京、西安等地也建有具的单位或个人必须负责回收利用废弃的塑料餐小规模的废旧塑料油化厂，但是目前尚存在许多待解具，也可以委托其他单位代以回收利用。此举在北决的问题。如废塑料导热性差，塑料受热产生高黏度京市取得了一定的实效。但时至今日，由于国民经融化物，不利于输送;废旧塑料中含有PVC导致HCL济的快速发展，塑料的使用也逐年快速增长，而白产生，腐蚀设备，并使催化剂活性降低;生产中的油色污染问题依然严重，情况仍在加剧。 [55] 渣目前还没有较好的处理办法等等。 2.2.1 问题 国内对于热解油化的报道很多，但需要进一步2.2.1.1 技术投入不足 吸收现有成果，攻克技术难点。 目前，取代不可降解塑料的材料和废旧塑料的 b)气化是将废聚合材料在高温(>1500 ?)裂回收再生技术仍未能够得到广泛的市场应用，由于解成一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO)、氢气(H)，在技术的产业化方面还存在相当多的问题，需要进22 作为有机物合成材料，用于合成甲醇(methanol)、一步加大研发投入。 尿素(carbamide)等工业产品。这种技术的优点在2.2.1.2 缺少全国性法规 于能将城市垃圾混合处理，无需分离塑料，但操作防治白色污染不能只靠企业或个人的自觉性，温度非常高。德国Espag公司的Schwaize Pumpe应有强制性措施，约束人们的行为。我国虽然各部炼油厂每年可将1700 t废塑料加工成城市煤气。门和地方出台了相关的政策规定，但是在我国现行RWE公司计划每年将22万t褐煤、10万t塑料垃的法律、法规中目前还没有一部专门防治“白色污圾和城镇石油加工厂生产的石油矿泥进行气化。德染“和包装废弃物的法律文件。 国的Hoechst公司采用高温Winkler工艺将混合塑2.2.1.3 缺少相关经济政策，促进技术转化和环保[53]料气化，再转化成水煤气作为合成醇类的原料。 产业发展 c)另外，目前也有人采用超临界油化法对废旧我国的杭州、武汉等城市颁布了有关政策、法塑料进行油化处理。邱挺 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 了超临界技术在废旧规，禁止销售、使用不可降解的一次性餐具，并对 [54]塑料回收利用中的进展。 违反者予以罚款等措施。从实际执行效果来看，往[42]?二次加工利用技术 往存在“重罚轻管”的问题:一方面只注重罚款，缺对废旧塑料进行二次加工，可制成复合材料、木塑乏对造成环境污染的责任追究;另一方面只注重末材料、建筑材料等等多种具有优良性能的材料。 端治理，忽略了包装产品整个生命周期的全过程监2.1.2.4 废旧塑料回收利用小结 管。在市场经济条件下，仅靠行政命令，不考虑经 目前各国都开发出了对废旧塑料的再利用技济杠杆的调节作用，操作起来是很困难的。而上海 赵胜利等:塑料废弃物污染的综合治理研究进展 2479 市利用经济杠杆治理白色污染的举措，就取得了比下，由废品销售者和回收者按行情和个人意愿决定较好的效果。 销、购价格。运用经济手段，鼓励和促进废旧塑料2.2.1.4 管理工作与环保宣传 包装物的“减量化、资源化、无害化”。对所有参加 在治理白色污染的管理方面，目前的情况一方回收工作的社会机构和个人进行资格认定和注册面思想上不统一，相当多的地区对白色污染的危害登记，严防无证经营废品回收;建立跨部门的覆盖性认识不足，防治白色污染问题还没有提上议事日全回收领域的游戏规则，促使回收业进入有序、公程;另一方面是管理力度不够。在城市街道和旅游平竞争的轨道。 区的配套设施不健全，繁华路段的垃圾箱密度太2.2.2.3 加强宣传教育 低，没有设置分类垃圾箱等。 统一思想，强化管理。尽快制定颁布国家防治 城市居民的环保观念虽然比前几年有所提高，白色污染的有关法规，明确生产者、销售者和消费但对废旧塑料包装物的乱丢乱弃的行为仍随处可者对于回收利用废旧塑料包装物的义务和责任。对见。媒体缺乏对居民日常行为的引导教育，而塑料塑料包装物的生产经营和消费等环节，分别制定具包装的生产，经营者也缺乏履行对废旧塑料的回收体的控制措施和引导政策，控制不易回收利用的废利用的内在动力。 旧塑料包装物的产生量。 2.2.2 治理对策 加强对白色污染危害性的宣传，提高公民的环2.2.2.1 立足循环经济,加大研发投入 境意识和道德修养，引导和教育市民从自身做起， 21世纪是发展循环经济的时代，世界上许多国自觉减少塑料袋使用以及分类丢弃。 家都正在建立循环经济体系。我国资源的人均占有3 结论 量在世界上处于很低的水平，发展循环经济，促进(1)白色污染主要是指由塑料废弃物产生的对我国人口、资源、环境与社会经济的可持续发展是城市环境，人体健康，耕地土壤，石油资源消耗等一项十分艰巨和长期的任务。由于我国生产和消费方面严重的负面影响。这些污染主要是由塑料的不塑料量巨大，所以对废旧塑料的循环利用是循环经可降解性和其添加剂的毒害性引起的。 济的重要组成。所以，我们必须以立足循环经济为(2)对白色污染的治理要从两方面进行。?从原则，以宣传教育为先导，以强化管理为核心，加技术上，应加大对研发的投入，一方面从不可降解大技术投入，以推广回收再生技术为主，并且重视塑料的替代产品着手，需求从根源上可彻底解决不可降解塑料的研究与开发，实现资源的循环利用。 可降解的问题;另一方面，要从对废旧塑料的回收 在目前尚无可靠的塑料降解技术的条件下，发再利用着手，缓解并减少塑料的不可降解所带来的挥各种处理方法的优点，将多种处理、回收利用技环境问题。研发无二次污染的不可降解塑料制品的术联合应用是实现废塑料减量化、无害化、资源化可替代产品是彻底解决白色污染的根本途径，但的有效途径，而先进高效的分类、分选技术设备是是，目前在可替代产品工艺、质量尚不成熟的情况废旧塑料得以综合利用的基础。环境中的废塑料成下，对废旧塑料制品的综合回收再利用新技术进行分复杂，常常混有金属、沙土等其他垃圾，因此不开发和推广应用是减少白色污染的当务之急。政府仅应将塑料从杂物中分离出来，同时，不同种类的和社会应从这两方面入手，加大投入力度，支持和废旧塑料也应归类才能满足回收利用的要求。加强推动相关的研发和技术成果的产业化工作。?要彻分选技术的研究开发和引进适合我国国情的国外底解决白色污染，决不能因噎废食，对塑料材料一先进分选设备，是现阶段废旧塑料综合治理，防治禁了之。从政策上，应遵循循环经济理论，对废旧[56]“白色污染”的根本出路。 塑料进行再生和循环利用，实现循环经济的发展。2.2.2.2 制定适当的政策法规，运用经济杠杆 市场经济条件下运用经济杠杆，制定和实行切实可 制定适当的经济政策，建立在市场经济条件下行的政策，促进废旧塑料的回收和再利用。 消除白色污染的良性运作机制。体现“污染者付费” 的原则，要求产生废物者自行回收回收利用，不能参考文献, [1] STAPLES C A, PETERSON D R, PARKERTON T F, et al. 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Great efforts were exerted into resolving the white pollution by a lot of countries and much progress had been made. This article mainly reviewed the advances on research of degradable plastic and reuse of waste plastics. The advances of researches on photodegradable plastics, photo-biodegradable plastics and biodegradable plastics were also reviewed, and three main methods i.e. land fill disposal, combustion, and regeneration to deal with the waste plastics were discussed. In addition, policy, publicity and edu- cation on the waste plastics pollution were also introduced and analyzed. 2482 生态环境 第17卷第6期(2008年11月) Key words: waste plastics pollution; white pollution; degradable plastics; waste plastics; recycle and reuse 赵胜利等:塑料废弃物污染的综合治理研究进展 2483