隨著越來越多的城市和國家禁止使用吸管和袋子等一次性塑膠品,全世界都在急著接受生物塑膠品。
西雅圖是一個傑出的例子,該城市對使用石油製作的塑膠的禁令於7月生效,促使當地企業尋求“生物分解”的塑料,通常由聚乳酸(PLA)製成,作為替代品。
雖然這些看似使用天然的塑膠確實比傳統塑膠具有優勢,但如果使用不當一樣會造成複雜的長期問題,並造成比石油製作的塑膠更大的損害。
如果全球要避免進一步破壞環境,在向可重複使用的替代品發展完善前,過渡期保持塑膠的使用,那麼理解這些不方便的事實非常重要。
製作塑膠
在某個階段,所有塑膠都是來自生物材料。 我們從數百萬年前曾經是微生物的礦床中取出石油。 隨著時間的推移,沙子,淤泥和岩石的沉積和推擠的壓力創造了我們現在所謂的“石油”,因此稱為“化石燃料”。同樣,煤炭來自曾經擁有古老森林的地區。
從剛砍掉的植物(玉米,黃豆)材料中製造塑料基本上與石化產品一樣古老。 首先是來自橡膠樹的乳膠和天然橡膠,中美洲文化在公元前1500年左右就在使用。
至於我們當代的生物塑料概念,其中最早的一個例子是galalith,它是由德國化學家在19世紀後期首次使用酪蛋白(來自牛奶)和甲醛製造的。 隨後,生物塑料的發展並不多,因為易於獲取的石油使傳統塑膠的生產成本降低。
危機的來臨
然而在1973年和1979年中東地區的衝突,從第一次石油和能源危機到伊朗革命,以及伊朗 - 伊拉克戰爭,使得工業界開始尋找石油替代品。能源獨立成為美國的國家安全其中的目標,開始使用天然氣,開發石油替代品的材料,如玉米和黃豆基乙醇(Ethanol)用於汽油,PLA用於塑料。
作為世界上最大的PLA生產商之一,NatureWorks成立於2001年,是嘉吉與陶氏化學公司的合資企業。這與美國有利的種植玉米補貼和尋求降低石油進口的生物燃料熱潮相對應以及利用剩餘的玉米。然而生物燃料的增長受限於研究報告發現其對環境的影響大於汽油。類似的批評也發生在生物塑膠上(PLA),但直到2016年左右,當塑料禁令再次開始復出,環保界並沒有在大眾媒體上對它們進行大量討論。
如何被製造?
生物塑膠基本上採用纖維素材料並將其加工成聚酯 - 所以生物“分解”塑膠(PLA)仍然是塑膠。 主要的一點是,在將PLA與其他塑料進行比較時,我們基本上將生長植物的環境影響(施肥,澆水,並將殺蟲劑放在它們上,以及它們佔用的可耕地)與提取油(污染,加工,洩漏等)在做評量。直覺上,我們認為石油效率較低,污染較多。但是研究發現,畜牧業超過了最大的化石燃料公司的排放量,到2050年,畜牧業有望佔二氧氣體排放量的80%。
雖然玉米和其他纖維素作物與畜牧業比是沒有相同的環境影響,但它們仍會破壞生態系統,產生空氣污染,並造成長期影響,如種植死區和有害的藻類大量繁殖。玉米占美國農田的三分之一,需要大量的水。此外,其中大部分甚至沒有用於人類飲食:三分之一用於生物燃料,另外三分之一用於動物。當我們開始比較生物和傳統塑料時,請記住這一點。
優點與缺點
生物燃料和生物質進入環境影響的假設都是一樣的,生命週期評估或LCA的最終結果會決定是否對環境友善或有害,它比較了產品使用(從生產到處置)的總體影響。 2013年的一項研究著眼於生物塑料(主要是PLA)的元研究。以比較他們的假設。
通常你會發現生物塑膠的支持者突出了兩個主要好處:降低碳排放和生物分解性。 但這些好處是真的嗎? 與原料階段的其他塑料相比,PLA與其他類型的塑料沒有顯著差異。
在觀察其他地區時,主要是富營養化(水體過度富集,養分導致植物和藻類過度生長),臭氧消耗和生態毒性,我們看到PLA的影響跟傳統塑膠是差不多的。 但可以留意的是所有被調查的研究都是很大的範圍。
舉例說,-4 kgCO2當量到5kgCO2當量是一個巨大的範圍,使消費者幾乎不可能理解產品對環境的影響 - 變成取決於你喜歡的範圍哪一端,生物塑膠到底會逆轉氣候變遷或他也是其中照成的原因之一。 無論如何,很少有人會花時間來研究這些研究。 PLA公司通過選擇有利的LCA用於促銷營銷來利用這一優勢。
導致這些不同觀點的原因是什麼?假設研究人員建立了他們的模型。像生物礦物質一樣,生物塑膠行業的許多人都認為他們的產品是碳排放中性的,因為他們吸收植物的碳並用它來製造塑料,塑料會分解成二氧化碳,再被植物吸收。然後,這些公司要求是以低碳標準被看待他們的產品,從而降低每公斤/二氧化碳排放量的價值。也有人在生產過程中使用可再生能源,並且誤導性地將其作為LCA的一部分併入其中,這遠遠不是生物塑膠的標準。
PLA的理論益處來自生產過程中較低的排放 - 它通常比其他形式的塑料毒性更小。它們不需要油作為原料,它們可以分解甚至可以回收利用。但這些宣稱在現實中真的有發生嗎?
真的可以生物分解嗎?
最後,最重要的是,PLA不是你可能想像的那種可生物分解的。它跟香蕉皮或蘋果核不同的。運輸食品或需要在消費者使用時的產品需要添加劑以確保它們在使用階段不會分解。這些添加劑與備受注目的PET塑料幾乎相同,這意味著PLA只能在能夠產生超過130°F(54℃)熱能的工業設施中生物分解。
世界上大多數地方缺乏分解PLA的適當設施,而且很難在家中或傳統堆肥中有效地分解它。它們通常需要大規模的排水設施或厭氧消化池才能分解。如果你在路邊扔一個“植物杯”,那麼它分解時間就會和你的一般塑膠杯一樣長。
隨著越來越多的禁令,城市如何使用生物塑膠將塑造我們的環境和消費習慣。因此,對一次性塑膠的禁令應該包括PLA,因為它不是真正可生物分解的 - 儘管如果當地有適當的設施來破壞材料,也許可能會遺漏一個案例。
修復生物塑膠
如果我們在其他類型的塑膠之前發現PLA,我們的世界將會看起來非常不同。我們可以開發適當的工業供應鏈,確保生物塑料最終得到適當的回收,我們可以利用剩餘的廢物作為能源,並利用植物廢物作為原料,消除對生態系統或糧食生產的影響。可惜的是我們並不住在那個世界,而且需要很長時間來發展這個基礎設施。
目前,我們需要開發工業堆肥來管理城市食物垃圾(廚餘)和工業的有機垃圾。許多城市已經擁有這些系統,但在亞洲,人口和塑膠消費量迅速增長,沒有什麼可以接近的解決方案或設備。想像一下,印度人口轉向生物塑膠。街道上還會有更大量的不可回收,更昂貴的塑膠堵塞。
我們應該設計消除所有形式的丟棄式的系統,而不是用“更好”的東西替換塑膠。幾乎沒有什麼可以替代現有形式的塑膠。重新設計消費行為創造了分享經濟的機會,一次性使用產品在環境影響方面絕對不會擊敗可重複使用的產品。
不過,這並不全是壞事。有些公司使用藻類製造生物塑膠,其他公司試圖用植物廢料製造PLA,例如100%Plastic Free,它在台灣獲得了生物可分解植物的吸管的頭條新聞。不幸的是,經過仔細檢查,生產商發現吸管是由PLA製成的,台灣無法回收或堆肥這種材料。雖然使用廢料是一個很好的進步,但該公司正在採用天然可生物分解的物質,甘蔗,並將其製成不能自然降解的塑膠。
總體而言,PLA和生物塑膠是複雜的並且依賴地方性是否可處理它。它是否適合您或您的企業先去找當地的廢物收集者,看看他們是否接受PLA,通常是在院子裡的廢物或堆肥箱中。在我們找到合適的方法來處理加工PLA之前,通常最好還是避免它。
最後,希望因為我們有一種循環消費系統,這使得一次性材料的討論變得多餘,這篇文章變得不重要,這才是最終目標。