引言:
有效的聚乙烯处置是现代社会中日益关注的环境问题,涉及到减少塑料垃圾对环境的影响。
背景:
聚乙烯(polyethylene,PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。由于其良好的延展性、便携性和稳定性,PE 被广泛用作一次性塑料袋和塑料瓶子的原材料,被称为世界上丰度最高的塑料。随着这些一次性使用塑料制品被丢弃,大量 PE 塑料废物进入环境,造成全球污染。PE 的另一个重要应用是在现代农业系统中,用于田间覆盖物、温室和灌溉系统的塑料薄膜。但是地膜难以降解的特性,使其残留碎片对土壤、农作物和农产品产生较大影响。随着聚乙烯在不断拓展其应用领域,其产量已超过了塑料总量的四分之一,为提高粮食产量和改善人类生活质量发挥了重要作用。研究表明,PE在陆地环境中是塑料污染的主要来源。过去的一项使用14C的对聚乙烯进行标记的试验中,研究人员评估了土壤中聚乙烯薄膜的二氧化碳释放量,结果显示,经过10年,聚乙烯薄膜的降解率仅为0.2%~0.5%。另一项研究中,通过在土壤中掩埋聚乙烯薄膜和塑料瓶长达32年,Ohtake等人推测60μm厚的聚乙烯薄膜在土壤中的自然降解可能需要达到300年(李真等,2019)。
1. 聚乙烯是塑料吗?
“塑料”一词指的是一类高分子量聚合物,合成塑料占据了全球塑料总使用量的80%左右。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)是一些最常见的合成塑料品种。塑料在各个领域为人类提供了便利,随着人口不断增加和经济的蓬勃发展,塑料的应用也逐渐普及。在航空、建筑和施工、包装、电子、运输以及冰箱保温材料等领域,塑料被广泛使用。
2. 聚乙烯是塑料垃圾吗?
近年来,全球塑料废物总量已达约63亿吨。2017年的研究估计,如果不采取措施干预塑料的生产和使用,到2050年,自然环境中可能会有120亿吨塑料废物。然而,按照当前塑料制品的生产速度,到2050年,全球塑料垃圾量可能会远远超过这个数字。PE、PP、PS、PVC和PET等碳基聚合物是环境中最常见的塑料,约占全球塑料废物总量的80%。目前,主要处理塑料废物的方法是将其填埋在土壤中。这些土壤中的塑料碎片会经历物理、化学和生物因素的陈化过程,最终转变成直径在100纳米到5毫米之间的微塑料(Microplastics,MPs)和粒径小于 100nm 的纳米塑料(Nanoplastic,NPs),它们属于次级微塑料,不可避免地对土壤环境造成了二次污染。此外,通过特殊工艺研磨塑料产生的初级 MPs,作为工业或化妆品的原料,也会导致土壤的 MPs 污染。因此,土壤生态系统被认为是 MPs 的主要累积场所。塑料污染,也被称为“白色污染”,一直是土壤中长期存在的环境问题。此外,研究表明 80%的海洋塑料垃圾都来自于陆地土壤,分布于海岸线、地表和海底,甚至分布在远离陆地的公海等偏远地。如图 1 所示,关于土壤 MPs 污染特征(如浓度和分布)的研究很少,而大多数研究都集中在亚洲。
3. 如何正确处置聚乙烯
塑料是现代生活中不可或缺的一部分,但随之而来的塑料垃圾处理问题也日益严峻。聚乙烯作为一种常见的塑料类型,其处理方式对环境影响深远。下面介绍三种常见的塑料处理方式,并探讨最环保的选择。
(1)热处理(燃烧)
燃烧是处理塑料垃圾的传统方法之一。然而,燃烧塑料会释放出一氧化碳、氯气和二恶英等有害气体,这些气体不仅会对人体健康造成危害,还会加剧空气污染问题。因此,焚烧塑料并非一种可持续的处理方式。
(2)垃圾填埋场
另一种处理方式是将塑料垃圾填埋在垃圾填埋场。虽然塑料会逐渐降解,但高密度聚乙烯需要400多年才能完全分解。这意味着大部分塑料垃圾会长期存在于垃圾填埋场中,占用宝贵的土地资源,并存在潜在的污染风险。随着垃圾填埋场不断填满,塑料垃圾的处理问题也将更加严峻。
(3)回收
回收是处理塑料垃圾中最环保的方式,因为它可以减少垃圾填埋量、降低焚烧带来的污染,并节约资源。近年来,随着人们环保意识的增强,以及政府政策的推动,越来越多的城市开始实施回收计划,鼓励民众对塑料垃圾进行分类回收。例如,美国西雅图、匹兹堡和圣地亚哥等城市都强制实施了回收计划,取得了显著成效。
数据显示,目前全球只有约9%的塑料得到回收再利用,其余91%则被焚烧、填埋或错误处理,这相当于每年向环境中排放约63亿公吨的塑料垃圾。 因此,大力推广塑料回收利用是减少塑料污染,保护环境的重要途径。
4. 回收聚乙烯分步指南
聚乙烯(PE)是广泛应用的塑料品种,可经不同方式进行回收。PE回收的首要步骤是按照其种类和颜色对废料进行分类和收集。之后,PE需进行压碎处理,使其成为易于加工的小块。随后对这些PE碎片进行熔化,并重新塑造成新产品,如塑料袋、塑料瓶或者塑料管道。需要注意的是,PE回收过程可能因所使用的设备和技术而有所差异。通常,回收利用的聚乙烯会经历以下几个主要步骤:
(1)收集、分类
首先,废弃的聚乙烯制品会根据来源进行收集,例如来自工业、制造商、社区回收计划等。在收集过程中,会对不同来源的塑料进行分类,以保证后续回收的顺利进行。
(2)分离、清洗
分类完成的塑料制品会进一步拆解成更小的单元,并根据其树脂类型 (PE 本身又分不同种类) 进行分离。随后,这些塑料碎片会经过清洗程序,去除杂质和污渍,确保材料的纯净。
(3)破碎、粉碎
清洗后的塑料会被进一步破碎成更小的颗粒,以便于后续的熔融和其他加工工艺。
(4)干燥塑性加工
破碎的塑料颗粒需要经过彻底干燥,去除水分和其他残留物。干燥后的颗粒可以被加热熔融,塑性加工成各种形状的再生料,例如颗粒、粉末或碎片。
(5)循环利用
加工完成的再生塑料会被重新投入市场,成为塑料制品生产的二次原料。这些再生料可以用于制造水瓶、托盘、管道等新产品,赋予塑料制品新的生命周期。
通过以上高效的回收方法,我们可以将废弃的聚乙烯转化为可利用的再生资源,减少对环境的污染,实现资源的循环利用,为绿色环保事业贡献一份力量。
参考:
[1]https://tangentmaterials.com/
[2]https://capeco-recycling.com/en/how-to-recycle-polyethylene-pe
[3]https://www.nontoxu.com/plastics-silicone/toxicity-polyethylene
[4]https://www.britannica.com/
[5]https://en.wikipedia.org/wiki/
[6]刘鑫蓓.土壤中聚乙烯与聚乙烯醇降解菌筛选及降解特性研究[D].山东农业大学,2023.DOI:10.27277/d.cnki.gsdnu.2023.000400.
[7]https://kankyounomikata.co.jp/corporate/business/service/column/plastic-recycle-mark/
[8]https://losszero.jp/blogs/column/col_015
聚乙烯(PE)是一种热塑性树脂,由乙烯经聚合反应得到。常见的聚乙烯类塑料是由聚乙烯树脂和各种添加剂加工而成的高分子聚合物。
根据聚乙烯的结构和性能,可以将其分为以下几种类型:
1. 高密度聚乙烯(HDPE),也称为低压聚乙烯。
2. 低密度聚乙烯(LDPE),也称为高压聚乙烯。
3. 线性低密度聚乙烯(LLDPE)。
4. 超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)。
1. 高密度聚乙烯(HDPE)具有较高的分子量和密度,优于低密度聚乙烯(LDPE)的拉伸强度、硬度和耐热性。适用于包装防潮物品。
2. 低密度聚乙烯(LDPE)具有良好的电绝缘性、柔软性和透明性,适用于各种包装材料和薄膜。
3. 线性低密度聚乙烯(LLDPE)介于高密度聚乙烯和低密度聚乙烯之间,具有较高的密度和结晶度。
4. 超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)具有极佳的耐磨性、高冲击强度、自润滑性和耐低温性,广泛应用于工程塑料领域。