书城自然日益重要的环境科学(新编科技大博览·A卷)
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第24章 绿色革命(4)

绿色包装发端于1987年联合国环境与发展委员会的《我们共同的来来》文件,它又被称为环境之友包装、生态包装。它是指对生态环境和人体健康无害、能源循环和材料再生利用,可促进持续发展的包装。简言之,绿色包装是社会效益与经济效益的统一。

如果是绿色包装,它应该具备以下几方面功能:易收回,可循环利用,资源可再生;易降解,不产生环境污染;生产时节约材料与能源;燃烧时不产生污染大气的化合物。

这里应该强调的是,绿色包装的概念是一个可变的概念,它的标准随科学技术的发展与生产力发展水平的发展而变化。如普通塑料需要200~400年方可降解。而纸质模塑仅有7天或是两周即可降解,后者可称得上是绿色包装。但随着技术的发展可能会出现一些更节约能源、材料,降解期更短的一些材料,纸质模塑可能就不再是绿色包装材料了。

此外,绿色包装材料还取决于本身特点和其所在外部条件。例如欧盟禁止使用纸、金属复合材料作为包装材料,因为它难于分离、回收和利用,将其排除在绿色包装材料之外;而日本最新研制了一种技术,可以把铝箔或聚乙烯从纸上剥离下来,这样就叫已达到易于回收再生利用的目的,它便可以算作为绿色包装材料生产。

目前,国际上要求包装符合4R原则,即减少材料使用量(Reduce);增加容器再填充量(Refill);回收循环使用(Recycle);资源再生(Recover)和材料的可以降解性(Degradable)。建立绿色包装体系已成为世界贸易组织的要求,它日益成为通过贸易壁垒的重要途径。

纸制品替代塑料餐具包装

专家预言,21世纪的绿色产品生产和营销将成为世界营销的主流。塑料制品在给人类带来便利的同时,却也产生了大量的“白色污染”,这已经成为当今世界的重大社会问题。

幸运的是,人类已开始向“先污染后治理”的环境老路发起挑战,发展绿色环保产品,消灭白色污染已成为全人类的共识。目前从国际上看,凡是塑料制品包装物均难以进入国际市场,欧美许多国家已明令禁止使用塑料包装和泡沫塑料餐具。

从国内状况看,各级政府,如杭州、福州、武汉、广州、成都、厦门、汕头、长春等城市及铁道部和交通部亦纷纷颁布法令,禁用不可降解的泡沫塑料快餐具。

当前,一场全球塑料包装制品的变革正在逐步兴起,“以纸代塑”的绿色包装已成为世界包装业的发展潮流。正是在这种大趋势下,一种新型的绿色餐具,即纸浆模塑餐具诞生了。

纸浆模塑快餐具是我国首创的新技术、新产品,是目前流行于国内市场的泡沫塑料快餐具的换代产品。纸浆模塑快餐具是以纯植物纤维浆料为主要原料,采用先进技术和科学工艺模塑成型。该项工艺改变了传统纸盒以造纸折叠成型,而运用甘蔗纸浆模塑成型的方法,攻克了植物纤维强度差的弱点。在防水防油方面也改变了西方国家所采用的喷涂方法,而是将防水助剂放在化浆工艺阶段,让助剂吸附在植物纤维上再进行热压成型,减少喷涂工艺,增加产品强度。

与西方国家的纸质餐具工艺比较,国外采用木浆做原料,用纸板冷压成型餐具只适合于盛装西餐凉干食物,不具备盛热食、汤食的防水、防油、耐热等性能,不太适合中国人的饮食特点。而纸浆模塑工艺生产出来的快餐具,能适应中国人的饮食习性,并具有无毒无味、防水阻油、抗压抗拉、方便适用等优点,经有关卫生质检部门检测,各项指标均达到国家食品包装卫生标准。

其生产工艺配方成熟,设备运行稳定,每条生产线日产量均在5万~10万只左右。整个生产过程无污染。为了不损害森林资源,该产品原料不用木浆而主要采用草浆,原料主要有芦苇、稻草、麦秆、甘蔗渣等。我国北方和南方可因地制宜采用芦苇和甘蔗纤维浆料为原料。这样,产品来源于自然,回归于自然,废弃物可回收再利用。即使不回收,这种植物纤维在短期内也可自行降解,养田沃土,有利生态平衡。从根本上解决“白色污染”这一社会公害。

目前,国内有许多企业,正投资兴建纸浆模塑餐具生产基地,积极响应政府号召,以科技为先导,以环保为己任,开发环保产品,治理白色污染,经济和社会效益显著。

当今,在治理白色污染的环保产品中,出现了一种可降解塑料,即光降解塑料和生物降解塑料。但降解塑料与非降解塑料之间的区别,无非是物体几何形状的变化,不能从根本上解决塑料分子的白色污染问题。

在推广降解塑料制品和纸质餐具的过程中,不少专家以二者进行多方面的比较,观其利弊。

从生产的全过程来看,二者的原料生产过程,即塑料和纸浆的生产都存在着较大污染;二者制品的生产过程,纸浆的模压过程没有污染,而塑料制品的生产采用氟利昂发泡则对大气形成污染。

二者制品的消费过程,污染程度则更有天壤之别。塑料制品要经过数百年才能消纳,危害生态环境;纸质餐具只要数月就为环境消纳。

分析二者制品的环境效益:前者有治标的效果,后者则有治标又治本的效用。

塑料制品作为包装物,它具有防水、防油、强度好、材质轻等诸多优点,不失为耐用包装的好材料。但作为一次性包装物如快餐盘,其不易降解的缺点却难以为人们所接受。而一次性纸质快餐具的易降解、易回收、易处理的特性,与泡沫塑料餐具比较,其环保性能具有不可比拟的优点。

无论是塑料餐具制品和纸质餐具,废弃物都存在着回收、利用、处理的问题。以目前阶段的科技水平,人们对泡沫塑料餐具及包装物的回收利用还缺乏行之有效的办法。当前,各城管部门普遍采用的还是传统的焚烧和填埋办法,这种处理的后果或污染空气或污染土壤。

目前人们对于纸质餐具及纸质包装物的回收利用拥有先进的手段,并具有良好的效果。国内废旧纸张和纸盒的重新造纸、生产已为企业带来了新的效益增长点,并呈现出良性循环。

环境降解材料

材料在自然环境作用下,经过自然吸收、消化、分解,从而不产生固体废弃物的一类材料称之为环境降解材料,如某些天然的木材、植物、某些人工合成的塑料,它们都是降解材料,但目前的研究主要集中在对塑料的降解上。

塑料材料具有许多优异的特性,因此它被广泛应用于国民经济的各个领域。在短短的几十年里,塑料工业得以迅速发展,尤其是一次性使用塑料制品,如食品包装袋、塑料袋、农用薄膜等的广泛使用,使大量的塑料废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性公害。估计世界年废弃塑料量达2000多万吨。

我国的情况也是如此,据1996年不完全统计,我国的塑料制品产量已达800万吨,以包装为例,年塑料包装材料约占塑料总量的25%,达200万吨,其中一次性包装材料如以1/3计,将有约70万吨的塑料废弃物作为垃圾废弃,在铁路沿线、野外甚至城市垃圾中随地可见废弃的快餐盒、包装袋、塑料瓶、农用薄膜等,不仅影响环境美观,而且危及土壤、禽畜及野生动物,污染水源。

由于废弃塑料在自然界难以分解(普通塑料在200~400年的时间里才能完全分解掉),因而造成了大量的永久性垃圾,(约占固体垃圾的7%~10%)。

据日本对海域的调查,海上漂浮物中60%是废弃的发泡聚苯乙烯和乙烯基塑料。这些塑料垃圾影响市容危害环境,形成巨大的“白色污染”源,造成地下水及土壤污染,妨碍动植物生长,危及人类健康和生存。塑料垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题。意大利、丹麦、瑞典及美国的一些州已立法,禁止使用那些“短期使用”的非降解塑料,对使用者加以附加税。我国的一些城市也已做出规定,禁止使用非降解的一次性快餐盘。

处理废弃塑料的方法很多,但归纳起来主要有以下几种:焚烧,在野外或利用专用设备焚烧处理掉;掩埋,探挖深埋;回收利用,作为热能、化学原料和原材料进行回收利用。

以上3种方法都有缺点。焚烧时产生的气体不仅污染大气,而且容易腐蚀设备;掩埋需占用大量土地,对我们这样人多地少的国家尤其不适用,而且易造成土壤和地下水的污染;回收成本太高。因此从环境保护和经济价值方面来考虑,研究和发展降解塑料是塑料发展的必然趋势。

生物降解树脂

生物降解塑料研究会的秘书长大岛一史信心十足地说:“在2002年,生物降解树脂的国内需求约1万吨,是2001年的1.5倍。”该研究会是由石化厂家等约110家公司组建的。

生物降解树脂在土壤中可以被微生物分解成水和二氧化碳,比起聚乙烯等传统的合成树脂,对环境的影响非常小,这也是生物降解树脂的特征。由于消费者的环境意识不断提高,因此以包装材料和食品容器为中心,生物降解树脂的使用正在急剧增加。2001年底,美国嘉吉公司新建了一座年产14万吨生物降解塑料的大型工厂,在日本,嘉吉公司的合作伙伴三井化学公司大力增加销售量。嘉吉的产品以利用玉米等植物发酵后制作的乳酸为原料,该公司正在大力宣传“生物降解塑料让大地的恩惠重返大地”。

现在面临的主要问题是价格。目前,生物降解塑料的价格为每公斤600—800日元,相当于聚乙烯等的6—7倍。不过,大岛指出:“如果大量生产,价格将能够降至聚乙烯的2—3倍,用途也会急剧增加。”

可完全降解塑料袋问世

英国CO-Op连锁店向顾客提供可100%降解的塑料袋,它们可在18个月内完全消失,而不会对环境造成污染。一家塑料公司研制出的方法就是在塑料袋制作的最后阶段向聚乙烯中注入一种金属离子。金属会破坏塑料长长的分子链,因此明显减少了它们的重量。重量减轻的分子更容易被各种微生物消耗掉。注入的金属离子剂量越大,塑料的寿命就越短。

因此,这家塑料公司设想生产一些寿命适合多种用途的塑料袋。不过,这种产品并没有让人达成一致的意见,因为人们还不了解它的降解对环境所产生的真正影响。不过,寿命超过几十年的塑料袋确实对环境构成了严重的威胁。

绿色能源

绿色能源这个名词是近几年风行起来的。1992年,在巴西里约热内卢召开了一次有世界各国首脑参加的《环境与发展》大会。大会一致通过决议,为保护人类的健康和可持续发展,要求各国必须发展对环境和生态系统没有危害的洁净能源。这就是绿色能源。

因此,在这个意义上,一切绿色生物(如林木柴草和可以生产酒精燃料的甘蔗、甜菜及生产油料的油菜籽)反而不能算是绿色能源,因为它们在燃烧时仍会产生大量二氧化碳、二氧化硫等有害气体,不能算是洁净能源。

所谓绿色能源,是指不产生有害排放物,对空气不构成污染或污染很少的能源。它们包括太阳能、风能、潮汐能、海浪能、温差能、地热能、氢能和核能。核能有放射性污染,但只要设计得当,保证反应堆的安全,其放射性污染可以很小。总之,绿色能源一词不再是其直观的含义,而成为环境保护和良好生态系统的象征和代名词。正像世界上有一个所谓“绿色和平组织”一样,它本身的颜色倒并不是绿色的。

发展无污染或少污染的绿色能源是人类努力的方向,但不可能一步达到,比如,现在世界上仍然以煤和石油为主要能源,而这两类燃料正是排放二氧化碳、二氧化硫等有害气体的“大户”。因此,要做到全部使用绿色能源需要有一个较长的过程,但这个过程正在加速。

自70年代发生石油危机以来,世界各国为开发替代石化燃料的新能源,已做了大量的工作,并在太阳能、风能、潮汐能、海浪能、核能、氢能等的利用方面取得了长足的进展。但是,以商业规模进行应用的仍然不多。原因就是这些能源的成本高,竞争不过价格便宜的煤和石油。要降低这些能源的成本,就必须像以往研究半导体一样,进行大量的基础研究。

以氢能为例,它是最洁净的能源,但要用它作燃料并普遍推广应用,首先要解决氢的储存携带和输送问题。因为1吨氢就要占110万升的体积,只有变成液氢才便于贮存携带。但氢要在零下253℃才冷凝,制造液氢的成本就很高。所以氢能目前仅在空间计划中广泛使用。

为了有朝一日能让液氢在汽车、飞机和船舶中作动力,美国一直在进行降低液氢成本的研究工作。

1985年,日本曾用金属氢化物制成的储氢容器在丰田汽车的四冲程发动机上作动力,并在公路上行驶了200千米。但现有的金属氢化物反复使用后不久,就脆化成粉末而丧失储氢功能。因此,氢作为理想的绿色能源,要以商业规模推广应用,仍有许多工作要做。

总之,绿色能源的推广是能源发展的方向,通过人类的不断努力,绿色能源终有一天要在能源中占优势,并最终“统治”能源领域。

最干净的常规能源——水能