“白色污染”一般指人类在生产、生活等活动过程中使用塑料制品产生的废物,由于塑料制品的颜色多数为白色,因此由塑料制品所形成的固体废物就被称为“白色污染”。我国国内首次出现“白色污染”一词是在20世纪90年代初发表于《人民日报》一篇名为《白色灾害已初见端倪》的文章中,文中指出:我国大量使用农用地膜并把它残留在农田中而引发的土壤污染,造成了对土壤生态环境的破坏,警示国人要重视“白色污染”问题。自此之后,“白色污染”一词代表的塑料制品对环境造成的污染这一含义被大家所熟知)。但是“白色污染”的概念直到1997年在国家环境保护总局下发的《“白色污染”的现状及防治对策研究》的通知中才得以定义:环境中的废塑料包装物及废农膜对市容景观和生态环境造成的破坏。
自1907年贝克兰发明酚醛树脂开启塑料时代以来,人类使用塑料已有100余年的历史,塑料给人们生活带来了极大便利,20世纪其生产量飙升,从1950年的200万吨飙升至目前的近4亿吨,预计到2040年产量还将再次翻倍。但由于其难以降解,造成了严重的环境问题。陆地上大量的废塑料污染山川河流,导致“白色污染”,海洋同样是塑料污染的重灾区。据统计,每年有超过800万吨塑料被遗弃在海洋中,占海洋垃圾的80%,严重威胁海洋生态系统。久而久之,这些塑料垃圾会形成无数的微塑料颗粒。
2015年召开的第二届联合国环境大会上,微塑料污染被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题,成为与全球气候变化、臭氧耗竭等并列的重大全球环境问题,由此也可见微塑料污染的严重程度。据联合国环境规划署(UNEP)报道,到2050年,99%的鸟类都会食用塑料。如果不采取行动,到2040年,每年流入海洋的塑料将增加为目前的近3倍,达到每年2900万吨,相当于全球每米海岸线都有50千克塑料。塑料不光会造成“白色污染”,未能对废塑料进行妥当的处理也会对周围环境持续产生影响:填埋在土壤中会影响农作物吸收营养,添加剂的渗出会污染水源;焚烧产生的氯化氢、二噁英等有毒气体将对人体造成极大的危害。
微塑料,目前学术界对其尚无准确的定义,但通常认为粒径小于5毫米的塑料纤维、颗粒或者薄膜即微塑料,实际上很多微塑料可达微米乃至纳米级,肉眼是不可见的,因此也被形象地比作海洋中的“PM2.5”。微塑料概念的首次提出来自英国科学家2004年在SCIENCE杂志上发表的关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文。此后,许多科研人员都投入到微塑料的研究中,并发表了许多重要的成果,使得微塑料污染引起全球的重视。
对于“白色污染”与微塑料的防治,离不开塑料全生命周期各环节的协作,塑料的全生命周期包括塑料原料生产、塑料制品生产、塑料消费以及废塑料回收利用等环节,其中回收利用是最关键也是最薄弱的环节。国内外对废塑料的回收处理方式主要有填埋、能量回收、物理回收和化学回收。按照分级来看,分为初级回收、二级回收、三级回收和四级回收。
(1)初级回收。将废塑料(如工厂生产过程中产生的边角料等)直接回收,并加工成性能与原塑料制品相似的产品。该方法的回收和再利用都在工厂中完成,不涉及消费者及废品回收和再生企业,回收的也是未污染的单一品种塑料。
(2)二级回收(物理回收)。通过将回收的废塑料经分拣、清洗、切粒、成型等环节再生为塑料制品。该方法是我国目前积极提倡并普遍采用的方式,因对废塑料分拣要求苛刻,当前垃圾有效分类执行并不彻底,回收分拣能力仅能达到30%的回收率,存在分拣难度大、成本较高等问题。此外,废塑料经物理回收后的再生塑料因性能差、颜色杂等问题,俗称“降级塑料”,如饮料塑料瓶可能只能降级变为建材、化纤等,且物理回收1~2次后便无法再生,已成为制约塑料污染治理的瓶颈。
(3)三级回收(化学回收)。化学回收则是指通过热裂解或者催化裂解(解聚)将废塑料以分子形式回收,转化为单体、化学品等,再通过分离、提纯、重新聚合等过程形成“塑料制塑料”的循环闭环。化学回收的优点在于可回收利用其他回收方式无法处理的劣质废塑料,且对分拣要求不高,生产出的再生料性能可与原始级材料相媲美。近年来技术发展迅速,国外已有企业实现了商业化。国内虽然对化学回收技术进行了大量研究,但是受政策管控影响,目前在国内市场并没有得到广泛的推广和应用,尚处于实验室研究阶段。
(4)四级回收(能量回收)。通过废塑料的燃烧,将其放出大量的热进行再利用。废塑料的成分主要由碳、氢两种元素组成,质量分数约为95%,燃烧过程可释放大量的热,其热值与燃油几乎持平,可利用热能回收法高效获取能量用于发电或供热。该处理方法具有处理量大、成本低、效率高等优点,也被国内外广泛应用。但焚烧会产生氯化氢、二噁英、多环芳烃等有毒气体,如不能对尾气进行有效处理将会对环境造成二次污染。
(5)填埋。将废塑料与城市生活垃圾一同运送到垃圾填埋场进行深埋处理。该处理方法简单,设备投资少,但没有产生任何回收价值,同时会对土地资源造成压力,处理不当或将妨碍地下水流通。目前,国外基本停止填埋处理,未来不会再出现该种处理方式。
由于填埋废塑料会严重妨碍地下水渗透,其添加剂也会给土地造成二次污染;焚烧会产生有害气体且二氧化碳排放量巨大,因此填埋和焚烧并非理想的处理方式。以塑料全生命周期为基础,从原料、合成、加工、使用和处理各环节,加强科技创新,创新塑料废物再利用的工艺流程,研发创新产品,延长产业链条,被认为是解决塑料污染的最有效措施。此外,还应通过积极开展公共讲座、在学校进行塑料循环相关知识的普及、发放有关科普手册,培养全民环保意识,倡导公众选购可再生塑料制品、形成垃圾分类的生活习惯,加速提升公众对塑料循环利用的了解及接受度,从生产者、消费者、回收者各方持续推动塑料全产业链、全生命周期污染防治。