谁来拯救这个正在被[塑料]毁灭的星球？

这是一组与我们毫不相干，但却息息相关的图；是我们一手造成，却又避之不及的事实。

120 多年前，英国人亚历山大·帕克斯将氯仿和蓖麻油混合反应时，他并没有想过，这个黑漆漆但又质量轻的物质，开辟了一个时代。而纽约人约翰·韦斯力·海厄特在试图制造“人造象牙”时，用樟脑合成了赛璐璐，从此便开始了塑料一发不可收拾的全领域应用。

百余年来，塑料以其轻质、透光度、可塑等特性，推动了这个时代的发展。论功行赏，塑料排第二，鲜有人敢排第一。但究竟是什么让它开始不断背上破坏环境的骂名呢？

这得从塑料整个家族说起。传统塑料的发展史，其实是一部和石油化工并行的历史。伴随着以石油化工材料为原料合成塑料的，还有以天然橡胶等为原料制成的生物基塑料。以聚苯乙烯、聚乙烯等塑料为代表，它们廉价、耐用，因此走进了千家万户。中国农牧产业浩浩荡荡，塑料更是创造了“地膜”、“大棚”等高产奇迹。起初，人们沉浸在丰收的喜悦里。后来，土地干旱、大风四起，这些无法被自然降解消失的塑料薄膜随风起舞，“白色污染”从此席卷全国。

但其实，并不是所有的塑料都是不可降解的——

1912 年，瑞士人布兰德伯格发明了由棉浆、木浆等天然纤维制成的薄膜；

1926 年，法国人莫里斯·勒莫尼发现巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）天然可合成聚羟基丁酸脂（PHB）；

1930 年，美国人亨利·福特利用大豆制成塑料，并用于汽车工业；

1947年，法国阿科玛公司发明了聚酰胺（俗称尼龙）；

……

相较于几百年都无法完全降解的传统塑料，这些被发明出来的新型塑料在自然环境的作用下，可以将降解周期缩短至6-12个月以内，且基本不会产生有害物质。

塑料的降解通常是在微生物的作用下被分解为其它物质，这过程也被称为生物降解。可生物降解塑料的出现无疑减少了“白色污染”，降低了对环境的破坏，但可生物降解塑料却有一个致命的产业缺点：成本太高。

认识可生物降解塑料前，首先要了解什么是生物塑料。生物塑料[1]是一个非常广泛的概念，其大致可分为生物基塑料、可生物降解塑料、可堆肥塑料三类：

虽然存在着不同的分类，但许多生物塑料并不能完全被定义为哪一类，比如聚乳酸（PLA）是一种生物基的可生物降解塑料；聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）虽然是石化基塑料，但其也可生物降解。因此，对塑料的定义并不一定能细分到哪一种类，但必须要知晓生物塑料的核心是可生物降解，它是解决传统塑料难降解、易污染等问题的新型环保塑料。

一、聚乳酸（PLA）

图2  一种以秸秆为原料的PLA颗粒

（图源：网络）

PLA由乳酸单体聚合而成，是一种生物基的可生物降解塑料，原料可从玉米、木薯、秸秆等可再生生物体内提取，是可再生的资源。PLA降解时也不会产生有害物质，减少了环境污染。PLA在包装材料、生物医学、纺织行业、农用地膜等行业具有广阔的应用前景。

二、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）

图3  一种PBS颗粒

（图源：网络）

PBS通常是由丁二酸和丁二醇经缩聚而成，属于脂肪族聚酯类（石化基）生物降解塑料，也有研究人员发掘出了生物基PBS，但还未成为主流。PBS是非水溶性塑料，其制品的物理力学性能和可加工性能都很优良，可进行挤出、注塑和吹塑，在包覆膜，包装薄膜和包装袋等方面有很多应用。

三、聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）

图4  一种PBAT颗粒

（图源：网络）

PBAT由己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚而成，是一种石化基的可生物降解塑料，也是可堆肥的一种绿色塑料，具有较好的延展性、断裂伸长率、耐热性、冲击性能等特性，是生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。

四、聚己内酯（PCL）

图5  一种PCL颗粒

（图源：网络）

PCL是通过ε-己内酯单体聚合而成的，是一种石化基的可生物降解塑料。PCL具有易加工、生物相容性、形状温控记忆性等特点，被广泛应用于药物载体、增塑剂、纳米纤维纺丝、塑形材料的生产与加工等领域。

图6  一种PHA颗粒

（图源：网络）

相较于其他塑料，可生物降解塑料在工艺成本上确实有所提升，但这并不会增加终端消费者的使用成本，也是未来消费升级的必然趋势。

意大利是欧洲第一个全面禁塑的国家，早在2011年就已经全国施行传统塑料禁令。在禁令实施后，意大利的各大商店只能向顾客提供可生物降解塑料袋或可循环利用的布袋、纸袋。也正因如此，意大利拥有世界领先的生物降解塑料企业，其中Novarnont公司[2]是世界上最早进行生物降解塑料产业化的企业。Novarnont公司的拳头产品Mater-Bi是由变性淀粉与改性聚乙烯醇共混构成的，极易降解，是一种生物基的可生物降解塑料，原料可从玉米、小麦、马铃薯等可再生生物体内提取，在包装、塑形、纺织等领域中具有广阔的应用前景。

美国也是较早推行禁塑令的国家，但它的禁塑政策并没有全国性的，而是以各州自主规定为主，先后已有加州、缅因州、纽约州、新泽西州等已经颁布或计划颁布禁塑令。除了禁塑令以外，美国也在发展可降解塑料产业，虽稍晚于欧洲，但重点方向与欧洲有所区别，是以PLA塑料为主[3]。美国NatureWorks公司是世界领先的PLA供应商，其以可再生的植物资源为原料，制造了可降解的PLA塑料，产品成本及功能皆可媲美石化产品的传统塑料。

除了新型可降解塑料外，还有部分不发达国家选择以纸质产品替代传统塑料，如卢旺达[3]发布禁塑令后，就以纸袋填补了禁用传统塑料袋造成的空缺。

伴随着全球禁塑的热潮，还有许多的国家也纷纷出台禁塑政策，如法国、西班牙均于2014年起全面禁售传统塑料购物袋；2018年，印度、蒙古、智利、新西兰、奥地利等地也纷纷出台了当地的禁塑令。

我国早在2008年就已经施行限塑令，规定在全国范围内实行塑料袋有偿使用制度，限制传统塑料的使用。不可否认，限塑令对我国传统塑料消耗起到了一定的限制作用，白色垃圾治理取得一定成效。但由于我国是发展中国家，需要发展经济增强国力，再加上人口众多使得限塑令的监管措施和配套措施不到位，导致了限塑令的执行情况并不乐观。

而后直至2015年，吉林省规定全省范围内禁止生产、销售不可降解塑料购物袋、塑料餐具等，是全国范围内首个施行“禁塑令”的省份。今年6月，国家发改委下发《关于开展塑料污染治理推进情况调研的函》，要求浙江、山东、河南、海南、重庆、青海发改委及行业协会针对塑料、化妆品制品生产企业，商场、超市、药店、书店等零售企业，集贸市场，餐饮行业及禁塑替代产品生产企业开展塑料污染调研。
 

从国家及各省份出台的政策、战略可以看出，我国对化学塑料的危害越发重视起来了，在限制化学塑料使用的同时，也在发掘一些新型的塑料，说明化学塑料在未来发展中会被逐渐淘汰，取而代之的将是一种新型环保的塑料产品。

结语

从传统塑料发展到如今的生物塑料，这一进程除了强调绿色产品的理念外，还体现了生物技术的重要性。在科学技术飞速发展的时代，生物技术已与人们的生活紧密相连，对人们的生活质量乃至社会发展都有着一定的影响，如利用生物技术对食品及其原料加工以获得更高品质的食品，在医学方面可将生物技术融入生命科学理论与研究中,促进药物可持续利用，降低成本等。

生物塑料的出现也体现了生物技术对提高人们生活质量、推动社会经济发展的重要性。因此，我们生物行业人员更需要致力于生物技术的研究，去发掘更多有价值的产品，就像Novarnont公司一样，它生产生物塑料不仅解决了部分传统塑料行业存在的问题，提高了人们的生活质量，还对自身的发展起到了推动的作用。

参考资料
[1]http://www.ecorr.org/news/industry/2015-10-09/2456.html
[2]http://www.iceu.tech/nd.jsp?id=15

[3]华西证券报告《中国最严禁塑令下，塑代材料迎来最佳红利期》

封面图源：Volodymyr Hryshchenko - unsplash

（文章内容源于相关研究资料的整理，若有不足之处，欢迎指正）