为解决塑料垃圾污染问题，越来越多的企业和政府部门将生物可降解塑料作为解决方案提出。然而，关于生物可降解塑料到底能多大程度上解决塑料污染问题，依然存在许多争议：与生物可降解塑料相关的概念易让人混淆，该类材料的标准不够完善，该类材料在现实应用中不确定的可降解性能将带来多种挑战……
2018年底，挪威环境署发布一份关于生物基与生物可降解塑料的价值链评估报告¹，挪威是全球最早推行垃圾分类的国家之一，目前国内塑料瓶的回收率高达97%²，并实现对国内75％人口的食物垃圾分类回收处理，在垃圾管理水平如此高的地方，生物可降解塑料的使用和处理情况如何呢？让我们来看看这个报告的部分内容：
01
你能分得清它们吗：生物塑料，生物基塑料，生物可降解塑料
生物塑料-所指的范围相当宽泛，它通常包括生物基塑料和生物可降解塑料。
生物基塑料-是全部或部分由来源于生物质(包括植物、动物、海洋或林业材料)的生物产品所组成的聚合物，该概念强调材料来源，与材料是否可降解无关。
生物可降解塑料-是指可在微生物作用下最终可降解为水，二氧化碳和/或甲烷以及新的细胞生物质的一种聚合物。在不同标准里的定义略有不同，一些定义（特别是ISO）仅仅指的是由微生物引起的化学变化，而在CEN（以及德国DIN）标准则指的是将物质转变为微生物代谢产物，然后它们即可被微生物消耗。
不同标准中在定义生物可降解塑料时都有相应的测试方法、标准和特定环境认证对其做进一步的描述。一些生物可降解的塑料可以在一个环境中很快地被生物降解，但在其他环境中不能被降解。因此，在谈到生物可降解时，定义时间和环境非常重要。
可堆肥塑料-是指可在工业堆肥设施中能被生物降解，但不一定在家庭堆肥环境、海洋或任何其他自然环境中能被生物降解。
下图为生物塑料类型及其原料来源：
由此可见，生物基塑料不都是生物可降解塑料，而生物可降解塑料中也有来源于石化基的材料。如下图所示，只有C象限的塑料如PLA、PHA和淀粉共混物才是既是生物基又可生物降解的塑料。
氧化可降解塑料 / Oxo-degradable Plastics
需注意的是，氧化可降解塑料不应跟本报告所提的生物可降解塑料混淆，它们通常被称为“可氧化降解”或“可氧化可生物降解”塑料，这种材料是在传统的塑料中，例如聚乙烯（PE），加入一种用于促进它们分解和破碎的添加剂（这些添加剂通常是金属盐）。
然而，事实上在任何有意义的时间范围内，尤其是在海洋环境中，几乎没有证据表明“氧化可降解塑料”能完全生物降解。 欧洲委员会在2018年1月宣布“将启动一项限制氧化降解塑料使用的提议”，2018年4月，欧洲议会通过了修订后的《包装和包装废物指令》，规定可氧化生物降解的塑料包装不应被视为生物可降解。
02
生物塑料的产量 & 应用在什么领域？
据生物塑料和生物合成物研究所（The Institute for Bioplastics and Biocomposites，IfBB）估计，生物基和/或可生物降解塑料的总份额约占全球塑料市场的6％。IfBB和欧洲生物塑料协会估计2017年的全球产能为205万吨。
全球制作生物塑料原材料主要由10-15家大公司供应，其中三分之一是石化公司，它们将其生产范围扩大到包括生物基材料。而生物塑料的生产主要由几个行业大佬主导，著名的有Total Corbion，Avantium，巴斯夫，Braskem，杜邦和Novamont。 在不断变化的市场中，这些生产者的生产地点和生产量也在迅速变化中。
生物可降解塑料和生物基塑料在相同年份但不同来源的的全球总产能，如图所示，
2017年全球生物基、生物可降解塑料产品分布情况如下图所示：
据估计，生物塑料中有58%用于塑料包装，其中大部分材料应用在食品垃圾袋和PET瓶中。
据欧洲生物塑料协会估计，未来五年，该全球产能将持续增长，其中生物可降解塑料的增长幅度最大。
数据显示，亚洲是生产生物塑料的主要地区：
03
生物基 & 生物降解的标准
在欧洲，关于生物基塑料中的生物基含量最低限度并没有统一标准。但是，有第三方的认证体系使制造商可以用标签来指明其中含量。最常用的两种用于测试生物基材料水平的方法是欧洲标准CEN 16137和美国标准（ASTM）D6866的测试方法。
相比而言，关于生物可降解塑料的相关标准和认证更加难以制定，因为制定相关标准所需考量的因素不在于材料本身的特性，而在于它所在不同环境中的表现。直到最近，唯一符合当前国际生物降解标准的环境是工业堆肥和厌氧发酵，因为实验室可以开发模拟工业堆肥和厌氧发酵设施环境的测试，塑料包装需满足的欧洲标准EN 1343215，而其他塑料制品需满足的标准EN 14995。然而，也有人对这些标准和测试方法持怀疑态度，因为人们认为不可能准确地模拟这些环境条件，即使是工业堆肥和厌氧发酵环境也会因地而异。
目前并没有适用于海洋环境的生物降解国际标准。曾经的美国ASTM海洋环境中可生物降解塑料标准-ASTM D708117-于2014年被撤销，至今仍未被推出新标准。
欧洲用于生物可降解塑料的认证标准
注：
1、土壤中塑料的需氧生物降解性的试验方法
2、废水处理厂中塑料生物降解性的试验方法，用来代表淡水环境
3、测试阈值与EN 13432相同
4、测试阈值与EN 17033相同
04
生产生物塑料需要用多少土地？
需注意的是，食品工业废物可以用来替代制造生物塑料的许多原料，例如可可豆的外壳或小麦的残渣。在土地使用上，欧洲生物塑料协会的数据显示2017年全球有0.016 %的农业用地用于种植生物塑料原料。而如果全球50%的塑料耗量，即超过1.5亿吨塑料，使用可再生的生物塑料作为原料，则所需的耕地面积将为全球耕地的1.24%，相比而言，整个中国的耕地面积占全球耕地的7%。
05
有些生物塑料可以回收，有些不可以！
生物基原料可用于生产常规塑料，如聚乙烯、聚丙烯和聚酯等，这类型的塑料都可被回收，并可以与同类的化石基塑料一起混合回收。由可口可乐公司开发的PlantBottleTM聚酯塑料瓶是一种完全可回收的瓶子，正是由石化基塑料和生物基塑料混合而成。有些生物基塑料，如聚乳酸，不能与任何传统塑料一起回收。聚乳酸的回收在是可能的，然而这种回收还没有商业化。
生物可降解塑料混入石化基塑料中会造成污染，从而降低回收物的质量。因此，生物可降解塑料应标有将其如何丢弃的信息，例如：扔到不可回收的垃圾箱。
06
可降解塑料在城镇垃圾管理中将何去何从？
挪威国家75％的人口对其食物垃圾进行分类收集，这些分类收集的食物垃圾34％将进入堆肥设施，剩余部分的66％将被送往挪威各地的沼气设施或出口到瑞典/丹麦。在挪威，目前能回收生物可降解塑料产品的体系非常有限。在大多数情况下，生物可降解塑料被送去焚烧厂进行处理。
挪威的垃圾管理系统中，处置生物降解塑料产品所面临的挑战：
1生物可降解塑料与可回收塑料混合将污染回收物，降低质量。研究表明，混合了2-10%的生物可降解塑料的回收物可能会造成问题。
2根据EN 13432有些产品被认证为可堆肥，但在挪威，在15-20个接受食物垃圾的堆肥工厂中，只有3个堆肥厂将接受此类产品。虽然某些材料被认证为可堆肥，但由于食物垃圾处理厂的垃圾处理时间和可堆肥塑料试验标准不一致，因此不能保证它们在挪威的堆肥厂和沼气厂中降解。
3将沼气厂产出的发酵残留物和堆肥中的养分播撒农田中时，其中夹杂的塑料残渣可能会造成农业设备的机械故障。
4挪威所有接收食物垃圾的沼气厂和堆肥厂都有一个预处理，这个过程中将去除塑料物品以便在食物垃圾进入工厂之前去除污染，不论它们是由可生物降解的或可堆肥的，或由化石资源制成的材料。
看了这里，你有没有觉得生物可降解塑料不仅会威胁传统塑料的回收质量，并在挪威的实践中，这类材料最终只能送往焚烧厂处理，而非使其完全降解处理，那么生物塑料较于石化基塑料的好处是什么？报告中提到：
在大多数产品中，生物基和生物可降解塑料比传统的石化塑料具有更低的碳足迹，另外，在新产品中使用的再生塑料比使用新材料生产的产品具有更低的碳足迹。
你对推广使用生物基或生物可降解塑料，还有什么想了解或看法呢，欢迎留言与我们探讨~
资料来源：
1.https://www.eunomia.co.uk/reports-tools/bio-based-and-biodegradable-plastics-norway/
2.https://www.theguardian.com/environment/2018/jul/12/can-norway-help-us-solve-the-plastic-crisis-one-bottle-at-a-time
编辑：摆脱塑缚
