塑料制品已在我们日常生活中随处可见,并大规模地进入各行各业和千家万户,给我们生活的许多方面带来了深刻的影响。但是由于塑料制品特别是与日常生活相关极大的塑料包装则带来了一系列环境问题[1]。“白色污染”已成为家喻户晓的塑料包装物污染环境的代名词[2]。因而自80年代后期起世界各国对塑料包装物与环境问题引起高度重视[3]。目前塑料包装物使用和处理现状构成环境问题主要是以下几个方面:塑料包装滥用,随处丢弃造成白色污染;堆放填埋及破碎残留于土壤环境造成危害;焚烧处理易排出废物对大气造成二次污染[4]。下面就其各自对环境造成的影响进行逐项分析,明确其污染程度和发生机率,以引起有关方面的重视。
1 塑料包装物滥用随处丢弃造成白色污染
现在城乡结合部的道路两侧,树枝上飘满塑料袋和塑料薄膜,铁路沿线的路坡上、商业街、车站、码头、农贸市场周围各种废弃的塑料袋、快餐盒、饮料瓶随处可见。有关资料介绍,我国1995年塑料制品总产量已接近700万吨,其中用于包装的占25每年一次性快餐盒1.5～2.2亿个,每天约50～60万个;农用薄膜每年约675万平方米及几亿个饮料瓶。虽然这些品种总重量全年在5～6万吨,是城市固体废弃物(垃圾)总重量的7掩埋40多年的报纸仍可清晰地看见其文字和图案[9],这是因为掩埋场覆土处理后以压密方式掩埋,在无光和空气和环境中微生物难分解有机物,微生物通常是在32～35℃、空气和湿度都适合条件下才能有效分解有机物。同时由于掩埋时空隙过多会产生地面不稳定。一些废弃的食品容器多是粘附着残留的食物,其残留食物腐败后产生恶臭污水也会严重污染环境。
2.2 废弃塑料包装物对土壤和农作物的影响
主要是来自塑料大棚、地膜的使用。农膜覆盖栽培技术自引进后发展迅速,带来了较好的经济效益,同时地膜的破碎乱丢对土壤带来了很大的危害[10,11]。我国目前使用的农膜很难回收,在自然条件下又很难分解,而且我国地膜发展越来越薄,拉力小,使用后的薄膜老化后易破碎,不及时清理则形成大量残膜碎片遗留田间,对土壤形成阻隔层,使耕土层通风透气性降低,使耕地劣化,并阻碍植物根系的发育和对水分、养分的吸收。北京农业环保部门曾对农膜对土壤的危害进行了人工模拟实验和大面积的调查得出结论,现有碎膜的农田作物普遍比没有碎膜的产量低,低的幅度因作物而异,其中油菜低54.2大白菜低9.8小麦缺苗断垄多,总基数、颗粒重都大大减少,同时也指出在农田中残留碎膜量一般为使用量的三分之一。如果连续5年使用地膜,每亩残留碎膜可达32kg,在这种土壤上种小麦一般要减产26%～30%。对此有关专家呼吁:救救土壤,为子孙后代留下肥田沃土[12]。
3 废弃塑料包装物焚烧处理对环境的影响
对固体废弃物焚烧是最根本解决污染的处理方式,但对塑料制品焚烧可能存在一些技术上尚不能解决的问题,因而会构成新的环境污染问题[13]。
3.1 一般塑料为有机聚合物,大多由碳、氢、氧等元素构成,因此具有高发热特性,单片塑料发热量每公斤在500～10000大卡之间[14]。过高的温度使焚烧炉易烧坏炉蓖,而且熔融的塑料还可能堵住炉蓖的孔眼,由于对焚烧炉设计的最高发热量都有一定上限,过高的发热量会导致炉内耐火材料的熔融,影响焚烧炉的使用寿命和效能。
3.2 有机物在燃烧过程中随温度的不同发生两种化学反应,即热分解和燃烧。热分解因发生的条件不同可分为热分解和热—氧分解,以快餐盒燃烧为例,当温度低于80℃时,可保持物质不变,当温度升高到280℃时开始产生热分解,其分子量开始下降,并有挥发物产生,其中包括苯乙烯单位(44%)、双体(22%)、三体及少量甲苯-乙基苯等。表1列出不同温度下快餐盒的分解情况:表1 不同温度塑料分解情况名 称425℃525℃625℃725℃825℃1025℃1125℃苯乙烯64.367.574.483.973.762.964.3乙基苯-甲苯微量微量微量0.92.55.65.8苯---微量8.113.413.0乙炔---微量4.16.96.8乙烯---微量4.16.96.8残余35.732.525.614.47.54.33.3 也有报导焚烧聚氯乙烯等含氯的塑料过程中除产生一些单体、双体等还可产生剧毒物和致癌物,如氯化氢和二恶英(TCDD)[14],这些有机物单体和一些剧毒物质对人体都有很大的影响。3.3 此外在焚烧过程中,氧气供应量不同,也可使燃烧物产生一些有毒的物质,特别是在氧气供应不足的情况下,会产生大量的一氧化碳,造成人体血液中血红蛋白成为一氧化碳血红素,使血液失去携氧功能。曾有人对天然及合成材料进行燃烧实验,并将完全燃烧产物做动物实验,以观察老鼠存活率作为燃烧产物毒性的评估其结果见表2[14]。从表2可看出PS的燃烧产物对老鼠的影响最小,而一些塑料燃烧产物除一氧化碳外尚有足以使老鼠致死的产物产生。表2 不同燃烧产物对动物的影响材 料动物死亡数(只)血液中平均CO-Hb浓度洋 衫538.7FR合成板548.4PVC521.2PV524.3PS023.9 除此之外塑料着色颜料的一些有毒金属在焚烧过程中进入环境造成污染。
4 结语
综上所述,在目前日益发展的工业化国家,塑料包装物与人们日常生活关系越来越密切,已对环境构成一定的危害。选择新型的塑料材料,包括光敏降解、生物降解等多种降解复合材料[15,16],以及选择各种设计、回收方法,根据减量化、资源化、无害化的原则解决白色污染的问题。根据这样的原则结合我国国情,走回收利用为主、替代为辅、区别对待、综合合理的保护环境的路子,使白色污染能够在短期内得以克服,保护我们美丽的环境,为子孙后代造福。