吴艳凤 张智力 郭风 刘容宏 齐永润
山东省产品质量检验研究院 山东省济南市 250102
摘要：塑料制品现主要来源于面临枯竭的石油资源。从节约能源的角度出发，应对废旧塑料尽可能回收再利用，但由于现阶段塑料的再回收成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到回收再利用。世界上许多国家颁布了“限塑令”，以减少“白色污染”的问题。可降解塑料特有的生物降解特性对于生态环境保护、减少“白色污染”等方面具有十分重大的现实意义。目前，对可降解塑料的需求日益增加。
关键词：可生物降解；塑料餐具；使用现状；安全性；分析
1分类
降解塑料按降解的环境条件分类，可分为非（或不完全）生物降解塑料和全生物降解塑料两大类，包括光降解塑料、热氧化降解塑料、淀粉基部分生物降解塑料等。
前者是在普通塑料如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）中加入光敏剂、热氧化剂、生物诱发剂（如淀粉）等，使一次性塑料制品在完成使用寿命后，加速降解。这些塑料袋的应用性能和价格接近普通塑料袋，而且其废弃物在光、热、微生物等环境条件下，也会发生质量劣化、力学性能下降或部分被微生物吞噬等，但不能在较短时间内完全降解成二氧化碳和水。长期跟踪实验发现，塑料只要降解破碎成一定程度的小碎片或粉末，不但不会对植物的根系造成危害，还能够起到疏松土壤的作用。
另一大类为全生物生物降解塑料，包括聚乳酸、脂肪族聚酯、二氧化碳共聚物、聚乙烯醇以及它们与淀粉共混物和塑料合金等，它们的废弃物能在较短时间完全生物降解，但目前仍处于中试和小批量生产阶段，价格比普通塑料高1～10倍，目前较难被市场接受；但从发展来看，具有光明的前景。所以，从减轻环境污染、缓解环境矛盾的角度出发，降解塑料具有一定市场潜力。
目前，国外已采用的光降解技术有合成型和添加型2種。前者是在烯烃聚合物主链上引入光敏基团，后者是在聚合物中添加有光敏作用的化学助剂。现对乙烯共聚物类光降解聚合物研究最多。研究表明，聚乙烯降解成相对分子质量低于500的低聚物后，可被土壤中的微生物吸收降解，具有较好的环境安全性。
生物降解塑料是指在自然环境下通过微生物的生命活动能很快降解的高分子材料。按其降解特性可分为完全生物降解塑料和生物破坏性塑料。按其来源则可分为天然高分子材料、微生物合成材料、化学合成材料和掺混型材料等。天然高分子型是利用淀粉、纤维素、甲壳质、蛋白质等天然高分子材料制备的生物降解材料。这类物质来源丰富，可完全生物降解，而且产物安全无毒性，日益受到重视。
2生物降解塑料的研究现状
降解塑料是指一类其制品的各项性能可满足使用要求，在保存期内性能不变，而使用后在自然环境条件下能降解成对环境无害物质的塑料。生物降解塑料是一种可在自然环境中降解消失的一种新型塑料，它的降解原理是被自然界中存在的微生物分解成可融入自然环境中的材料，而且实现无污染处理的过程，可用的微生物有细菌、霉菌和藻类等。理想的生物降解塑料是一种高分子材料，它具有优良的使用性能、可被环境中的微生物慢慢分解、最终它作为碳素循环的一个组成部分存在于自然界。生物降解塑料按照生物分解的程度和性质，可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种，第一种是完全降解型，它由淀粉、纤维素以及甲壳质之类的天然高分子或农副产品经过微生物的发酵或合成为具有降解性的高分子而成;第二种是破坏型，主要包括淀粉改性聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等多种类型。近些年，越来越多的科研团队加入到生物降解塑料的研究中，其中典型成功案例是中国一所大学的科研团队，他们主张要拓宽生物降解塑料的研究思路，研究方向不要只局限于天然的高分子或者微生物，可以考虑其它小型昆虫类，比如鳞翅目昆虫、白蚁等，同时由于海洋中的蛀船虫和钻孔蚌能侵蚀塑料包裹的聚乙烯和海底电缆，也要考虑是否能从这些生物中分离能产生活性基团的关键酶及其基因，并在研究中大量克隆这种关键酶及其基因。新的思路和大量的研究发现，黄粉虫的嚼噬作用，以及塑料碎片在肠道内的胞外酶作用可分解并聚合成小分子产物，这种小分子产物在多种酶菌和黄粉幼虫自身酶的作用下，进一步降解并形成幼虫自身组织，肠道内残留的塑料泡沫碎片与一部分降解中间产物混合肠道内的微生物，以虫子粪便的形态排泄出体外，新的发现为生物降解塑料的研究注入一股新鲜的力量。
3使用安全性
3.1耐热性
通过微波炉试验发现：当微波炉功率达到500W、加热3min，则纯聚乳酸、聚乳酸+淀粉（竹粉）、聚乳酸+竹粉等材料制成的餐具产品均发生熔融；聚丙烯+淀粉餐具发生起泡、变形状况。在300W、3min的条件下，加热完成时，餐具均有变形、软化现象。在200W、3min条件下，加热完成时，餐具稍有软化，变形不明显。
3.2迁移性
在50℃或70℃、4%乙酸、浸泡24h条件下，产品都有较明显的析出，随着浸泡的次数增加，析出增加。总迁移量明显超出国家食品安全标准限值。密胺+生物质原料的产品，在一定条件下，会有三聚氰胺和甲醛析出。从上述耐热、迁移性的情况看，含生物质材料的塑料餐具，必须在产品上标明是否可用于微波炉、产品使用温度、使用条件、使用的期限等信息，以指导消费者，确保使用的安全性。否则，该类餐具如果较长时间被误导、误用，会对人身健康、尤其是婴幼儿、老年人的健康产生较大危害。
4建议
（1）研究制订可生物（堆肥）降解塑料降解性的直接测量法。目前国内外测试标准均为间接法，如在一定堆肥条件下，测定每天产生的CO2量，控制一定的时间天数（如45天或60天），计算样品中的含碳量和分解产生的含碳量，得出降解率。也有美国的标准，主要通过同位素仪，测定石油类碳量和生物类碳量，根据两种碳量比例表征生物质材料的占比。间接法测定降解率，虽然有国家标准，但实际开展测试的机构很少。同位素法测试比较直观易控，但是无法评估生物质材料实际降解性。开发直接测量降解材料在堆肥或水培或厌氧消化条件下，产品质量变化率或者其他物性的变化率，可以比较直观地了解材料降解程度。同时，对影响加速材料降解速度、降解程度等相关要素，如降解时材料的形状、颗粒大小、质量、与环境物的配比等开展研究和规范，可以更好地帮助企业测试材料生物降解性，把控材料特性和产品安全性等。
（2）开展对市场在售的各种新型可生物降解塑料的毒理研究。通过该项研究，一方面可以掌握新产品的安全风险程度，支撑政府及时对可生物降解新材料做出许可制造与否的科学决策；另一方面，避免生产制造端原材料使用的混乱导致消费端可能产生的人身危害。
（3）严格规范可生物（堆肥）降解塑料餐具的产品标识。建议标准化管理部门要对该类产品标注标识提出强制性要求，如是否可多次使用、使用的温度范围、是否可微波加热；若可微波加热，则最大使用功率及时长、可盛放物质的酸碱度、最长或建议使用时间等。
（4）从保护环境的角度出发开展新材料降解机理研究。要进一步开展对各种含有生物质降解材料降解与环境的相关性研究，降解产生有毒有害物质，以及如何提高降解率等的研究，为提升降解效率提供基础数据。
（5）市场监管部门要加强对流通领域有关广告宣传的监督。对夸大宣传、操作概念、提供不出证明资料的单位要进行查处。尤其对以假充真、欺骗消费者的生产者、销售者进行严厉打击，确保市场产品的质量安全。
5结语
总之，要从法制、科研、技术、管理等方面入手，保障生物可降解新材料业的良性发展，坚决避免“可降解材料制品”，尤其餐具在消费者中变成一个不受信任、心存疑虑、不敢采购的产品否则将会，严重影响这类新材料的开发升级和推广应用。
参考文献
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