塑膠污染已成為當代社會面臨的巨大環境挑戰。傳統的塑膠產品由石油製成,難以降解,長期滯留在環境中,嚴重破壞生態系統。過去10年,科學家們致力解決這個問題,成功研製新興的「生物可降解塑膠」。顧名思義,相關產品可在泥土中分解,解決環保問題。從生物可降解塑膠的誕生,可看到人類環保生活方式的改變。
何謂「生物可降解塑膠」?
生物塑膠的原料來自植物或微生物可再生的生物物質(如澱粉、纖維素、蛋白質等),而非不可再生的石油,大幅降低了碳排放,並注入綠色基因,體現極佳的環保特性。而且微生物能完全分解生物可降解塑膠製成品,最終轉化為二氧化碳和水,達致環保生活。
與傳統塑膠分別
生物可降解塑膠是一種能夠在自然環境中被微生物分解成水、二氧化碳和有機物的塑膠材料。與傳統塑膠不同,生物可降解塑膠具有更快的分解速度和更低的環境影響。
1. 原材料
生物可降解塑膠原材料選用可再生的物質,例如玉米澱粉、甘蔗纖維素、乳酸、糖類等。而傳統塑膠的原材料是石油和天然氣,通常透過鑽探開採,然後運送到煉油廠進行提煉。
2. 製造過程
生物可降解塑膠須經過化學聚合反應過程,將物質分子轉化為高分子的聚合物。常見的生物可降解的高聚合物有聚乳酸(PLA)和聚羥基烷酸酯(PHA)等。傳統塑膠須經過提煉的石油或天然氣進行化學處理,將其轉化為塑膠的基本成分,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
3. 聚合工序
在生物可降解塑膠中,在生物可降解的聚合物中加入添加劑,以增加形成塑膠的能力;並將不同的聚合物混合,形成塑料的複合材料,經過擠壓、注塑、壓延等加工工序,成為需要的生物可降解塑膠製成品。而在傳統塑膠中,將單一分子連接成長鏈分子,形成塑膠聚合物;又將聚合物通過吹塑、壓延、射出成型工序進行加工,製造成各種形狀和尺寸的塑膠製品,還有需要添加助劑,如穩定劑、染料、填充劑等,以提升塑膠的性能和外觀。
4. 棄置處理
生物可降解塑膠可埋入泥土,泥土會分泌出細菌或真菌等微生物,它們會進一步分解這些塑膠製成品為小分子;塑膠的表面出現細小裂縫和孔洞,當中塑膠的大分子逐步被水分和酶降解為小分子;細菌和真菌等微生物又會進一步分解小分子;最終塑膠被完全分解為二氧化碳、甲烷和水無機小分子,重新進入自然物質循環。反之,傳統塑膠如果埋在泥土里,長久都不會被分解,若焚燒,更會釋放出有毒氣體。
因此傳統塑膠在原材料或棄置過程都會破壞環境,又不能被環境所吸收。反之,生物可降解塑膠可被泥土中的微生物分解,將其焚燒又不會產生毒氣,可見這種生物可降解塑膠製成的產品更能親近環境。
生活應用及不足
隨着人們對環境保護的日益重視,生物可降解塑料正成為備受關注的新興材料。我們可看到一些企業應用生物可降解塑膠製造產品。
例如日常使用的產品、食用工具,或兒童的玩具,都使用生物可降解塑膠。當中有汽水公司和連鎖快餐店已經採用生物可降解塑膠,製造他們的可樂瓶或汽水用的吸管和咖啡奶茶使用的攪拌棒。清潔用品公司使用甘蔗、木纖維或玉米澱粉包裝產品。有連鎖傢俬公司的餐飲部,使用木纖維和玉米澱粉製成的餐具,這些餐具可完全讓泥土分解。而這些塑膠產品對環境有積極正面的影響,解決環保問題,所以就算這些塑膠的價格高昂一點,我們都應該多使用對環境有益處的生物可降解塑膠產品。
生產成本高
雖然生物可降解塑膠能紓緩傳統塑膠帶來的環境壓力,可是生產成本很高,比傳統塑膠高,增加企業的成本。消費者看到成本高的生物可降解塑膠,接受程度亦會下降。而且很多消費者對生物可降解塑膠的認知不高,眼看價格高昂的生物可降解塑膠產品自然會卻步,選擇其他較便宜的工具,或傳統塑膠製成品。
回收與堆肥
另外,生物可降解塑膠需要企業繼續研發來提升性能,並須解決生物可降解塑膠在回收和堆肥過程中的問題。另外,生物可降解塑膠原料的供給有限,原料供應也不算穩定;同時須建立回收和堆肥系統,以確保生物可降解塑膠得到正確處理。
雖然生物可降解塑膠有利於環保,但尚處於發展初期,企業須克服成本和技術問題,並讓消費者認識其好處,選擇價格高的生物可降解塑膠取代傳統塑膠,以保護這片土地,令下一代生活環境可更舒適。
小思考,大智慧
- 生物可降解塑膠相比減少使用塑膠(走塑)更環保?
- 生物可降解塑膠的發展,會否對現有傳統塑膠產業造成威脅?
參考答案
- 生物塑膠生產和回收利用過程中的環境負擔,超過了節省的塑料污染,則減少使用塑膠可能更環保。若就防治污染和資源利用方面,生物塑膠則具有明顯優勢;而從環保效果而言,單純少塑料使用會更突出。因此,我們需要從生命周期角度對比分析,評估具體情況下兩種方式的環境影響,綜合考慮才可得出更準確結論。無論如何,減塑和使用生物可降解塑膠都是重要的環保舉措,未來可能需要結合運用兩種方式,共同解決塑料污染問題。
- 生物可降解塑膠確實可能對傳統塑膠行業產生一定衝擊,但更多的應該是互補協同的關係。傳統塑膠行業可以通過研發技術提高其環保性,而生物可降解塑膠亦需要傳統塑膠行業的技術支撐。未來,石油基和生物基塑膠應該能夠在不同應用場景中相互取長補短,共同推動塑膠產業的綠色轉型。
本欄逢周四刊登,由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿,旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料,引發學生探求知識的興趣,將學習融入生活,培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。
文:中華基督教會蒙黃花沃紀念小學校長、教育評議會副主席鄭家寶博士、中華基督教會蒙黃花沃紀念小學老師周偉強博士
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