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在现代包装设计中我们接触到最多的,更新最快的莫过于食品的包装。在我国食品工业发展迅猛的今天,人们的生活理念和消费模式正在发生重大变化,包装在人们生活中也越来越重要,对食品包装也提出了新的要求,本世纪食品市场的竞争在很大程度上取决于包装质量的竞争。科学技术突飞猛进,食品包装日新月异,而食品包装理念也显现出新特色,食品包装要以多样化满足现代人不同层次的消费需求;无菌、方便、智能、个性化是食品包装发展的新时尚;拓展食品包装的功能、减轻包装废弃物对环境污染的绿色包装已成为新世纪食品包装的发展趋势。
在本次实习中我接触到了一些绿色包装,绿色包装也是现在国家大力提倡的一种包装,这种包装现在在食品行业被广泛运用。这类包装是指对生态环境无污染、对人体健康无害、能循环和再生利用的包装。在人们对生态环境极为关注的今天,食品的绿色环保包装也成为一种必需。据专家预测,未来10年内绿色食品将主导世界市场,而绿色包装则是绿色食品在消费者中间的通行证,它对子塑造绿色食品品牌有着重要的意义。从协调社会发展和生态环境保护出发,世界各国都把减量、复用回收及可降解作为生态环保包装的目标和手段。
在清华大学和中科院微生物研究所共同努力下,已圆满完成了用废糖蜜为原料生产可生物降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB);用基因工程菌生产可生物降解塑料PHB;用水解淀粉为原料生产可生物降解塑料PHB及其共聚物PHBV以及可生物降解塑料PHB的改性和应用等研究成果。并在此基础上实现了国际上首次规模化生产第三代PHA羟基丁酸共聚羟基已酸酯(PHBHHx),由微生物合成的生物可降解材料聚烃基脂肪酸PHA,具有优良的生物可降解性、相容性、电压性以及光活性,其结构的多样性,加上由结构变化所带来的新材料性能,使这种材料在食品包装方向应用前景十分广阔。
德国PSP公司近期开发出泡沫纸生产新工艺,用它生产的包装材料可代替泡沫材料。该种泡沫采用旧报纸和面粉作材料,先将回收的旧书报切成碎条,再碾成纤维状的纸浆,将其和面粉以2比l的比例混合,混合后的纸浆注入挤压压成圆柱颗粒。挤压过程中,原料受水蒸汽作用成为泡沫纸。用该种泡沫纸作原料,可以根据不同的需要生产出多种形状的塑料包装。泡沫纸可一次成型,不用化学添加剂,使用后还能回收加工。
运用现代超级粉体技术,将原材料粉碎成10~25ium之间的颗粒称为超微粉,近年来研究发现,利用超微粉技术制备淀粉基生物降解塑料具有明显的优越性。超微淀粉粒度小,均匀,具有极大的比表面积,蓄含巨大的表面能,使其流动性和填充性得到显着提高,用于制备生物降解塑料时可有效地改善材料的力学性能,能够在保证材料使用性能的前提下,大大提高淀粉的添加量,这对于降低成本,节约石油资源,开发天然淀粉的应用,提高塑料生物降解率都有非常重要的意义。
美国农业研究局南部地区中心利用大豆蛋白质、添加酶和其它处理剂制成大豆蛋白质包装膜,用于食品包装,能保持良好的水份、阻止氧气进入,与食品一起蒸煮,既易于降解减少环境污染,又可避免食物的二次污染。
“万事开头难”这话一点儿也不假,虽然我参与实践的时间不长,但求职之路的艰辛和求到职之后的茫然让我感叹市场竞争的激烈,感悟到了生活的艰辛。
南通是个绣品城,而我所处之地是绣品城中的一幅绣品,密密麻麻的人以此为生,电脑绣花用的是编程,但我不会。况且也不需要暑期打零工的。整理东西,每天在劳累中度过。学不到一点知识。学的最多的可能是对人生的一份坦然,不得以我放弃了这份工作。每天感叹生活的单调与乏味,却不想依靠父母的帮助。哀叹啊,哀叹。
奔波了好多天之后,我找到了一份真正意义上的暑期社会实践单位。通州市姜灶塑料编织厂。厂长姓张,人很可亲。清瘦显得他活力无限。我跟他说,我学的是机电专业,但没学过什么专业课程,我还顺便提及辅修过市场营销这门课程。他顿了顿,想了想说,我这儿的机器上有很多针,各种各样的型号都有,分类很严密。有时是大的一排,有时是小的一排,大小有时又要交错相差。这样吧,我先把你安排到拌料间,去学习一下材料的分配和用料的安全。然后去销售部门吧。我点了点头,同意了。
第二天一大早,我就跟着张厂长来到了拌料车间,车间里堆满了聚乙烯颗粒。张厂长领了我来到一个姓赵的师傅面前说,赵师傅,这是从学校里来参加暑期社会实践的,您就好好照顾照顾吧。
我站在那儿,盯着赵师傅熟练的忙碌着,一袋袋的原料按不同的比例被投放到了搅拌机里。我沉默着,虽然我知道“沉默是金”,但此时此刻却是一块没有光泽的石头。我依然沉默着。等到那师傅忙完后,他给我讲起了塑料业的发展,塑料的降解功能。
塑料是一个新兴行业,发展时间还不长。但目前随着塑料制品的日益增多,“白色污染”也越来越严重。而21世纪又是一个环保世纪,为了保护我们的家园,全世界都对塑料行业提出了一个严峻的问题,就是生产出来的塑料产品尽量是环保的,可降解的。连我们厂也都要这样。现在中国的普通老百姓还在追求价的廉宜和结实度,而国外却都已向环保靠拢了。你看那个塑料厂已被国外退回了好多产品,就是因为产品的质量不合格,无环保性能,不可降解。
降解塑料与同类的普通塑料具有相当或相近的应用性能和卫生性能,在完成其使用功能后,能在自然环境条件下较快地降解。成为易广泛被吸收的碎末。并随着时间的推移进一步降解成为CO2和水。但从总体而言,当前降解塑料还处于技术阶段,有待于进一步深化研究,工艺进一步完善。并致力于提高性能,降解成本,拓宽用途和逐步推向市场化进程中。
目前,已初步明确,聚乙烯是可生物降解的。且在聚乙烯中加入改良性淀粉后可提高其生物降解性。其基本的降解机理是可降解的。塑料制品中所含的淀粉在短期内被土壤中的微生物分泌的酶迅速降解而生成空洞,导致制品的力学性能下降。并伴随着空洞的形成,表面积扩大,从而增大与土壤的接触面;同时配方中还添加了氧化剂和土壤的金属盐。反应生成过氢氧化物。这些将导致聚乙烯链的断裂而降解成为易被微生物吞噬的低分子化合物。最终回到生物圈,进入自然循环。
我惊讶极了,一个小小的师傅竟然懂的那么多,中国加入了WTO,不止企业的管理人员,连师傅也加入了经济发展的行业中,步伐真快啊。
我实践的那家单位虽小,但却为我们的社会创造了不少的财富,若不论财富,那它毕竟为我们提供了若干个岗位,一个企业“以人为本”,人人都把其当作是自己的一部分,那企业的魅力是怎样的大啊。
关键词:废纸;生物可降解塑料;纤维素酶;乳酸;聚乳酸
随着经济社会的发展,纸张使用量快速上升,废纸大量产生。中国作为世界第二大纸及纸板的消费国,2010年纸消费量为9370万吨,废纸回收量保守估计为2900万吨。虽然我国废纸利用率(利用量/产量)高达49%,但废纸回收率(回收量/消费量)却低于30%。国内废纸的回收率却没有改善,而且回收的废纸也大量被技术落后的小企业加工成纸板、卫生纸等低档次产品,没有发挥废纸的资源价值,还带来严重的二次污染。
废纸中含有一些油墨,里面含有铅和其它有害物质。燃烧时,除产生一氧化碳、二氧化碳等有害气体外,还会向空气中排放铅等有害金属。所以,废纸的再利用成为现今亟待解决的又一社会问题。
塑料作为一种新型材料,给我们的生活带来了很大的便利。塑料的大规模应用,是现代人类生活水平不断提高的一个重要标志。由于塑料比强度高、质量轻、不锈蚀、有一定的绝热和绝缘性能,因此,从20初世纪开始,塑料已逐渐发展成为一种广泛应用于各个领域的材料。 2010世界塑料产量已经达到1.86亿吨,如按体积计,产量已经居世界首位,超过了钢铁、铝、铜等金属材料的总和,成为名副其实的第一大材料工业。但塑料的污染问题相当严重,解决问题的可靠办法是生产具有降解作用的塑料减轻环境污染的作用,这是最明智的选择,为民造福,意义重大,是值得重视的发展方向。
立题依据
1、废纸应用现状
纸张的原料主要为木材、草、芦苇、竹等植物纤维,废纸又被称为“二次纤维”,最主要的用途还是纤维回用生产再生纸产品。根据纤维成分的不同,按纸种进行对应循环利用才能最大程度发挥废纸资源价值。
除再生纸生产外,低品质或混杂了其它材料的废纸还有其它广泛的再生用途:生产家具:新加坡等地,用旧报纸、旧书刊等废纸卷成圆形细长棍,外裹一层塑胶纸制作实用美观的家具。生产土木建筑材料:主要制造隔热保温材料或复合材料、灰泥材料等。提炼废纸再生酶:提炼再生酶后可用于废纸脱墨,生产白色再生纸。生产葡萄糖:旧报纸用酸处理,溶掉纤维后分解生成葡萄糖。化学工业上的利用:生产CMC、助滤剂,与合成纤维混合生产工业抹布【1】。
本文所详细介绍的技术为废纸在生产葡萄糖等方面的应用,这项技术的最大特点是用高浓度磷酸分解纤维素纤维。首先将切碎的废纸放入磷酸溶解液内进行纤维素纤维的分解,接着添入酶加水分解,然后用活性炭或离子交换树脂进行过滤,生产出结晶葡萄糖。
2、乳酸应用现状
2. 1、食品行业
由于乳酸对人体无副作用, 易吸收, 可直接参与体内代谢, 因此被广泛应用于食品加工业。在啤酒酿造过程中, 加入乳酸, 既能控制杂菌入侵, 又能促进糖化, 提高酒的收率, 延长啤酒的保存期。乳酸衍生物乳酸盐和乳酸酯在食品中应用更为广泛。如乳酸钙作为钙的营养强化剂, 乳酸亚铁作为铁的强化剂,乳酸锌作为锌的强化剂, 广泛应用于食品、医药和饮料行业。
2. 2 化工及轻工行业
乳酸甲酯与乙酯是优秀的高沸点溶剂。由于该类物质溶点高, 蒸发速度慢, 具有可与水及多种极性溶剂均匀混合的性质, 能充分溶解硝酸纤维素、醋酸纤维素、乙酰丁酸纤维素等以及多种极性合成高分子聚合物。作为混合溶剂的成分, 能起到改善作业性和增溶性的作用。
2. 4 其他用途
近年来开发出乳酸的一个重要的新用途, 是作为生物降解性塑料的合成原料, 即聚乳酸类生物降解塑料。聚乳酸是乳酸自身的聚合物, 在发达国家已进行大量研究。日本的三井东压、大日本油墨公司及美国卡基尔公司都建有试验装置, 有的规模达到数千吨。目前生物降解聚合物在成本、使用强度及耐用性方面还不能作为通用塑料, 但已在医疗领域用作手术缝合线及各种缓释药品材料, 甚至作为粘结剂在器官移植和接骨中应用。许多业内人士对此高度关注, 发展潜力巨大【2】。
由上可见,废纸,经过一定步骤的处理后,可以产生葡萄糖,再发酵为乳酸。乳酸在当今的用途极为广泛,在人们的生产生活中扮演着越来越重的角色。而用乳酸合成聚乳酸,制造可降解塑料,一下子解决了废纸和塑料这当今两大类污染问题,有着极为广阔的前景。
方法步骤
1、废纸来源及回收方式
纸或许是我们最熟悉的一种书写材料了,无论是工作、学习还是日常生活,我们都离不开它。报纸、书籍、包装材料……巨大的消费量产生了数量庞大、类型复杂的纸质废弃物,其回收利用便成为一个重大的研究课题。
废纸的回收,可以从以下两个方面进行:
①由个人及小型废品回收站进行小范围的生活废纸回收;
②由大型废纸回收集团进行大规模的社会废纸回收
2、废纸打碎
可以用机械方法等将废纸打碎使其能在下一步中充分的反应。
3、磷酸溶解
纸张的原料主要为木材、草、芦苇、竹等植物纤维,废纸又被称为“二次纤维”,将切碎的废纸放入磷酸溶解液内进行纤维素纤维的分解。
4、水解
①纤维素酶进行纤维素的水解;
纤维素酶是一种重要的酶产品,是一种复合酶,主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成,还有很高活力的木聚糖酶活力。酶反应存在一个最适温度,一般纤维素酶的最适温度范围为40~60 ℃,一般在酸性环境pH值4~5中有较高活性。所以在应用时应调节好反应的环境条件,使得产量达到最大值。
Abstract: Low-carbon economy is the economic model based on low-power, low emissions, low pollution, and developing green packaging has important significance to promote the smooth development of low-carbon economy in China. The article analyzed the problems of China's green packaging in detailed, and proposed several countermeasures of China developing green packaging.
关键词:低碳经济;绿色包装;策略研究
Key words: low-carbon economy;green packaging;strategy research
中图分类号:F20 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2011)23-0016-02
0引言
在2009年哥本哈根联合国气候大会上,我国承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%,这一事件标志着我国的经济将向低碳经济方向发展。所谓低碳经济就是通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等手段,尽可能减少煤炭和石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济形态。包装行业在生产、销售、回收等一系列过程中会消耗大量的能源,而且会产生大量的包装废弃物,这些包装废弃物如果处理不当,会造成白色污染,为了实现环境保护和可持续发展,绿色包装的推广将成为包装行业发展的新热点。
1低碳经济对包装行业提出了新的要求
发展低碳经济涉及各行各业,和企业的生产模式、人们生活方式、思想价值观念等都有关系,同时,低碳经济也是未来世界经济的发展方向,可以说发展低碳经济是经济发展的必然趋势,但同时又是一项复杂而艰巨的使命。未来在低碳经济模式下,所有行业、企业乃至个人都将为自己所产生的二氧化碳买单。低碳经济发展模式对包装的设计、生产、使用及回收提出了新的要求,于是绿色包装成为人们关注的焦点,所谓绿色包装就是指对生态环境和人体健康无害,而且包装材料能够循环使用和再生利用的包装。也就是说包装产品从原材料的选择、各类产品的生产、使用、回收和废弃的整个过程均应符合生态环境保护的要求。因为资源有稀缺性,而人类对资源的需求却是不会停止的,所以从资源的角度,从环保的角度,绿色包装一定会成为将来包装行业的主流。
2绿色包装在我国的发展现状及存在问题分析
绿色包装在我国还处于初级阶段,还存在很多问题,下面就针对我国绿色包装发展的现状,对我国发展绿色包装存在的问题进行分析:
2.1 绿色包装在我国的发展现状我国包装工业经过十几年的发展,已经逐步形成了自己的一套包装工业体系,但在包装技术、包装设备应用程度、包装设计模式和观念方面与世界先进国家相比还有一定的差距。比如:我国包装行业相关的法律法规还很不健全,没有严格的质量控制体系等。虽然人民已经意识到绿色包装的重要性,但由于目前环保材料普遍价格比较高,很多企业处于生产成本的考虑而不愿使用绿色包装。因此越来越多包装质量问题暴露出来了。另外,因为我国人口众多,所以会产生大量的包装废弃物,这些包装废弃物难回收对人身健康造成的伤害,对环境造成的污染,让人们越来越重视包装管理制度的完善。再有,就是人民缺乏正确的对绿色包装涵义的理解。很多人错误地认为,使用可降解材料制成的包装产品就是绿色包装,它忽视了绿色包装涵义中强调的不造成环境污染和资源浪费,使用后能回收再利用的要求。还有一些人认为纸包装就是绿色包装,所有塑料包装都不是绿色包装,甚至有人认为聚氯乙烯有毒,应全面实行以纸包装代替塑料包装等。事实上,如果塑料包装实现了减量化、资源化、无害化等目标就是应该提倡的。我们推行绿色包装的主要措施是加强回收利用,而非全面禁止。要让人们真正理解绿色包装的内涵,让绿色包装深入人心。
2.2 在我国推行绿色包装存在的问题分析首先,我国目前绿色包装技术的开发研究还很落后,人员、资金匮乏,绿色包装材料的研制和废弃包装的回收再生技术仍不到位。其次,我国废旧物资的回收没有形成一个网络,物资回收公司只是物资部门的一个分支机构。最后,是人们缺乏对绿色包装的认识。
3如何通过实施绿色包装,促进低碳经济发展
在低碳经济背景下,企业要长期的发展,就必须实施绿色包装,但由于长期以来不管是企业还是消费者都更关系自己的利益。再加上国家在包装材料的选择,包装工艺、包装废弃物的回收方面都没有严格的法律来规范人们的行为,所以导致实施绿色包装困难重重,如何在低碳经济的背景下发展绿色包装,应该从以下几个方面入手:
3.1 完善包装法规,提供政策支持要使包装行业向低碳化方向发展,这就需要制定相应的法规、政策,以法律形式促进和规范绿色包装发展。2008年8月财政部已经出台了《包装行业高新技术研发资金管理办法》,该办法对包装减量化、包装废弃物的处理和利用等项目提供了资金支持,支持的方式是采取无偿资助和贷款贴息两种。政府还将进一步加大对绿色包装产业的扶持力度,建立包装押金、资源回收奖励等方法为绿色包装的发展创造条件。
3.2 推广新型的绿色包装材料实施绿色包装的前提和关键因素是采用绿色环保的包装材料,要实现绿色包装要从几个主要方面抓起,第一是鼓励包装行业大量使用纸包装。纸包装材料的优点是资源丰富、易回收,而且容易降解。第二是使用可降解塑料。可降解塑料既具有传统塑料的功能和特性,又可以在完成使用寿命之后,通过阳光中紫外光的作用或土壤和水中的微生物作用,在自然环境中分裂降解和还原,最终以无毒形式重新进入生态环境中,回归大自然。第三是使用轻量化的玻璃材料。玻璃的特点是原料资源丰富且价格适中,被广泛用于液体产品如酒类、味品、香水和化学试剂的包装。
3.3 使公民增强环保意识,引导消费者选择绿色包装的商品消费者是包装的需求者和最终处理者,发展绿色包装要靠我们每一个公民的努力才能够实现,国民素质的高低决定了这个国家长期推行绿色包装的可能性,如果每个公民都随便处理包装废弃物,即使有再好的制度,也不能实现,因此,最重要的是提高国民的素质,使公民增强环保意识,主动购买绿色包装的产品,正确处理包装所产生的包装废弃物。
4结束语
在低碳经济大背景下,我国企业应把实施绿色包装自己的自觉行动,每个公民也应该树立绿色包装的意识,政府也要加大在绿色包装方面的法律法规建设。发展绿色包装是经济发展的必然要求,我国要在世界经济中占有一席之地,就必须转变观念,把眼光放的远一些,只有这样才能取得经济效益、社会效益、环境效益的“多赢”的局面。
参考文献:
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[4]王润球,周柏林,刘琴.论过度包装治理的路径选择[J].中国包装工业,2004,(6).
近年来,人们的生活方式由“节俭性”向“消费性”转变,一次性商品的使用大幅度增加,但市民回收废弃物的积极性运不如五、六十年代,同时由于人们对塑料废弃物带来的环境问题缺乏认识,因此一次性塑料制品用后被随意随地抛弃的现象比较严重,从而引发了新的环境问题。地球是我们赖以生存的家园,而这个家园正在被垃圾所包围。由塑料袋等引发的“白色污染”一直是世界各国关注的重要环保课题。
“白色污染”一词最早来自对残留在农田土壤中的地膜对农田和生态环境造成的影响比喻,我们都知道,我国是世界上地膜产量和覆盖量最大的国家,地膜的广泛应用成为农业增产的重要农业资材,曾一度被喻为“白色革命”。
所谓“白色污染”,是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓,它是指由聚苯乙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的一次性的塑料制品(包括发泡的塑料餐具、器具、包装材料和薄的塑料袋、农用地膜等),在其使用后被弃成固体废弃物。由于缺少回收利用价值,其中,绝大部分被丢弃在环境中,主要集中于我市风景,旅游区周围,河道和道路两侧农田,湖泊和水塘中,以及城镇的各个角落,这不仅破坏了景观,造成了“视觉污染”,而且由于其具有在自然中难以降解的特点,对自然生态环境也造成了直接和间接的破坏。这种由废弃的一次性塑料制品通常多为白色,所造成的“视觉污染”和自然环境的破坏被形象地统称为“白色污染”。
其实,“白色污染”一词在提法上不太科学,也不够严谨,但作为一种现象的描绘,作为反映广大群众对治理环境污染的关切也是可以理解的。但当前把“白色污染”一词仅指一次性塑料废弃物也是不全面的。因为近年来开发了许多替代品,如纸质、纸浆、模塑、植物纤维、全定粉等餐饮具,它们虽是采用天然材料为原料,比较易腐烂降解,但由于加入了防水防油剂,又增加了腐烂降解和回收利用的难度,实践证明它们在用后回归自然仍需要一定的周期,而且其降解快慢又相当大程度取决于环境条件。因此对任何一类降解的一次性餐饮具和一次性塑料制品废弃物均应加强收集处理,不应乱扔,才可避免新的“白色污染”重演,聚苯乙烯泡沫塑料作为前车之鉴,应引以为戒。由此,“白色污染”的确切定义应是:无论地一类材料的一次性消费品,其废弃物如不妥善回收处理,而听任其随地丢弃,对市容景观和生态环境造成的污染和危害。
很多时候,人们总会把“白色污染”和塑料材料等同起来,其实这是不对的,我们必须对塑料有一个正确的认识,众所周知,塑料是一种具有优良综合性能的新材料。它既是一种材料,也是一种消费品,总的来说,它也是一种物质。任何一种物质均有其生命周期,在达到其生命周期终了的全过程便是降解过程,塑料本身也是可降解的,但其降解过程可以根据产品应用要求采取一定的技术措施加以延缓,抑制或加强促进。我们平时看到的塑料老化(发脆、硬化)便是降解的一种表征,但其达到降解终点,周期较长。而且日常常用的塑料制品,已经通过稳定化技术,即加入光、热、稳定剂、抗氧剂等延缓或抑制其固有的可降解性,而且大部分塑料是热塑性塑料,是可以回收利用的。因此,塑料产品坚实、耐用,用途十分广泛,已渗透到国民经济各部门以及人们生活的各个领域,对促进各部门的技术进步和丰富方便人们生活起了积极作用,当今它已和钢铁、木材、水泥并列成为四大支柱材料,这便是塑料迅速增长的主要原因。而另一方面,为了适应环保要求,又可在一次性塑料中加入促降解剂,塑料制品在完成它的使用功能后,在一定环境条件下可加速降解。因此它已成为塑料家族中带有环保功能的一名新成员。
二、“白色污染”的危害
“白色污染”主要是指对环境造成的“视觉污染”和“潜在危害”两种负面效应。
视觉污染是指散落在环境中的塑料废弃物对市容、景观的破坏,如散落在自然环境,铁道两旁江河湖泊的聚苯乙烯、发泡塑料餐具和或漫天飞舞或是桂枝头的超薄塑料袋。它破坏了城市、农村和风景区的给人的景观美感,甚至会影响人们的工作和生活情绪,它也破坏了城市的市容卫生,给城市创建国家级卫生城市带来了很大的困难。这给人们的视觉带来的不良刺激,被称为“视觉污染”。人民群众对此反应相当强烈。
潜在危害是指塑料废弃物进入自然,环境后难以降解而带来的长期的深层次环境问题。其危害包括以下几个方面:
1、一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们身体健康。当温度达到650c时,一次性发泡塑料餐具中的有害物质将渗入到食物中,会对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统等造成损害。
我们现在用来装食物的超薄塑料袋一般是聚氯乙烯塑料,早在四十年前,人们就发现聚氯乙烯塑料中残留有氯乙烯单体。当人们接触氯乙烯后,就会出现手腕,手指浮肿,皮肤硬化等症状,还可能出现脾肿大,肝损伤等症。在我国,我们用的超簿塑料袋几乎都来自废塑料的再利用,是由小企业或家庭作坊生产的。这些生产厂所用原料是废弃塑料桶、盆、一次性针筒等。生产时,首先用机械把原料粉碎成塑料粒子,再把塑料粒子放在“一个水池里清洗(名日消毒)取出来晒干,再用机械把它压成膜,制成种塑料袋。每次吃饭时,就有不少人用塑料袋装饭菜,他们不知道这种行为不仅危害环境,也危害自己的身体。
2、土壤渣土化。垃圾直接施用于农田,或仅经简易处理后用于农田会破坏土壤的团粒结构,理化性质和保水、保肥能力。我国目前使用的塑料制品的降解时间,通常至少需要2。特别是塑料袋,塑料布,还有农田里的废农膜等长期残埋在农田内,庄稼的根就不能生长,会影响农作物对水分养分的吸收,抑制农作物的生长发育,造成农作物的减产,可供人们食用的粮食就会减少。若牲蓄吃了塑料膜,会引起牲畜的消化道病症,甚至死亡。若将废塑料直接进行焚烧处理,将产生二恶英——迄今为止毒性最大的一类物质。二恶英进入土壤中,至少需15个月方可逐渐分解。它会危害植物及农作物。二恶英对动物的肝脏及脑有严重的损害作用。
3、污染水体。,填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法。填埋后的场地由于地基松软,垃圾中的细菌,病毒等有害物质很容易渗入地下。污染地下水。还有垃圾的堆放过程中,其有害成份经雨水冲入地表水体。同时,在垃圾堆放或填坑过程中产生大量酸性和碱性的有机污染物把垃圾中的重金属溶解出来,渗入地下水或经雨水冲冼流入河流,湖泊或海洋,则会引起更严重的污染。
4、占地过多。堆放在城市郊区的垃圾,侵占了大量农田。现在北京人每人平均年产垃圾440公斤,全市年产400万吨左右,相当于两座半景山。北京的垃圾堆放场地已有450余处,占地超过1万多亩。而且垃圾在自然界停留时间也很长:烟头羊毛织物1-5年,橘子皮2年;经油漆的木板13年;尼龙织物30-40年;皮革50年;易拉缸80-1,塑料100-2;玻璃10。如果利用填埋作业处理垃圾的话,由于塑料密度小,体积大,它会很快填满场地,降低填埋场地的处理垃圾的能力,从而更加长了其停留的时间,占地更多。
5、污染空气。垃圾是一种成份复杂的混合物。在运输或露天堆放过程中,有机物分解平生恶臭,并向大气释放出大量的氨硫化物等污染物,其中含有有机挥发气体达100多种,这些释放物中有许多致癌致畸物。塑料膜、纸屑和粉尘则随风飞扬形成“白色污染”。若把废塑料直接进行焚烧处理,将给环境造成严重的污染。塑料焚烧时,产生大量黑烟,污染空气。
6、火灾隐患。垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气,遇明火或自燃易引起火灾。随着城市垃圾中有机物质含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆放,而在长期堆放中只采用简单覆盖致使垃圾产生沼气的危害日益突出,垃圾爆炸事故不断发生,造成重大损失。
7、有害生物巢穴,垃圾不但含有病原微生物,而且能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所,也是传染病的根源。
8、耗费资源大。随着人们的需求量大,垃圾的不断产生,厂家也不断地生产塑料制品。但由于一次性塑料制品难于降解,现在许多城市都推广用绿色餐具——纸制餐具,原理是纸制品的组成物纤物素能被微生物分散,但用纸制品代替发泡塑料餐具亦不明智。
制纸制餐具时,除用到草浆,稻浆外,还要加入1/3左右的木浆,若全面推广,势必造成大量木材的消耗,导致森林砍伐的加剧。而我国森林覆盖率仅为13.92%,人均占有森林面积只相当于世界人均水平的17.2%,制纸浆历来是耗水大户,耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水,而我国属于水资源短缺的国家。纸制餐具成型后需立即烘干,这就需要耗大量能源。而我国能源结构是以燃煤为主,这样就增加空气中so2的含量,引起酸雨。
此外:
塑料袋的表亲-------农膜为例,它们是如何危害环境的呢?美国的农业部的一项新研究表明,农用地膜在加速农作物成熟的同时,也加速了土地的侵蚀,以及土地中杀虫剂流失,并对流经的地域造成更大的危害。在美国的许多地方,用塑料膜来覆盖土地已经成为一种习惯。不可渗透的塑料膜不仅有助于保持土地的湿度,而且暖和了土地,使塑料膜里的作物提前成熟,这对农民来说是大有好处。然而,这样的好处是以损害环境为代价而取得的。
许多农民已经注意到,与被植物的残余覆盖的土地相比,更多的雨水从覆盖的土地间的小沟里流失。然而,“没有人操心究竟有多少水因此而流失。”美国马里兰州农业研究中心的一些无机化学家们却提出了这个问题,在2年的时间里,他们收集了从番茄地里流走的雨水,测量了流量,以及里面的污染物。
在1998年,他们发现每立方米用塑料膜覆盖的土地流失量是63公升。这是用巢菜属植物覆盖的土地流失量的4倍,在1999年8月在美国新奥尔良举行的美国化学会年会报告中,化学家hapeman说,更严重的问题是每年每公顷(1公顷=15亩)用塑料膜覆盖的土地失去大约4950公的土壤,这是用巢菜属植物覆盖的土地的15倍。她进一步评论说,对于像土地这样一种需要很长时间才能再生的资源,“不能长时间地承受这样的损失。”
然后,她又观察到化学物质的流失,两个用于试验的土地都撒上同等量的杀菌剂chlorthalonil和杀虫剂endosulfan。因为在用塑料膜覆盖的土地里,暴露在外的用于凝固杀虫剂的泥土比用植物覆盖的土地要少,雨水冲失的化学物质前者是后者的19倍。研究人员将流失的水放入装有本地水产物如硬蛤和硅藻的容器里发现,从塑料膜地里流失的水比从植物膜地里流失的水对它们更有毒。
使用塑料膜可以使农民提前3到4周收成作物,这样的蔬菜得到高昂的市场价格。hapeman进一步说:“然而,用泥土和杀虫剂的大量流失,去换取提前3周的收割,很难让人相信是明智的行为。”
三、“白色污染”现状
塑料制品作为一种新型材料,具有质轻、坚实耐用,价格低廉的优点,在全世界被广泛应用且呈不断增长趋势。据有关材料介绍,全世界塑料产量1998年已达1.5亿吨,比1990年增长51%。我国1998年塑料原料产量约为676万吨,进口量800多万吨,塑料制品近1600万吨,比1990年产量增长3倍多,成为世界塑料制品生产第二大国。
据有关部门统计,1998年国内包装塑料近400万吨(包括自我套用的在内),其中难以回收利用的一次性包装材料以30%计,则每年生产的塑料包装废弃物约120万吨;塑料地膜产量40多万吨,其废弃物由于混入了大量沙土,较难回收利用,通常农民把它们捞到地头烧掉,回收量甚微;一次性塑料日用杂品及医疗卫生用品约40多万吨,综合上述各项,塑料垃圾年产量达200多万吨。
近几年来,随着商品经济、交通、旅游业的快速发展,城市数目的增加和规模的不断扩大,产生的城市生活垃圾大幅度增长。城市生活垃圾组成中的塑料废弃物也迅速增加。按重量计算,约占3-10%,按体积计占20-30%。
据有关部门调查,北京市生活垃圾日产量为1.2万吨,其中塑料废弃物含量约为3%。每年总量约为14万吨;上海市生活垃圾日产量为1.1万吨,其中塑料废弃物量约为7%,每年总产量约为29万吨。天津市生活垃圾日产量为0.58万吨,其中塑料含量约为5%,每年总产量10.6万吨。
近几年,“白色污染”日益严重,已引起社会普遍关注和强烈反响,铁路沿线、旅游景区、长江、大中城市的城乡集合部等地区的白色污染尤其受到各级环保部门和人民群众的重视,同时也已经引起了中央和国务院领导的高度重视,要求尽快治理。
四、“白色污染”治理过程中存在的问题
治理“白色污染”是一个系统工程,需要各部门通力合作,需要广大群众的积极配合,管理部门要从行政、经济、技术三个手段并用。从现实情况看,还在存在以下几个问题。
(1)没有全国性的专门法规
治理“白色污染”不能光靠企业或个人的自觉性,在某些方面应有强制措施,要对市民和餐饮部、交通行业的工作人员的行为具有约束力。比如,要求企业或个人对自己生产经营活动中产生的塑料废弃物进行回收利用,对随意抛弃、堆放塑料废弃物的个人或单位进行处罚。
(2)缺乏相关的经济政策
调动塑料废弃的回收、再利用和发挥企业回收利用的积极性,需要给予这此企业以优惠政策。现有的综合利用优惠政策尚不足以使塑料废弃物回收利用行业形成良性的市场机制。为了不增加政府负担,同时体现“污染者付费”的原则,应要求产生废弃物者自行回收利用,不能自行回收利用的企业或个人要交纳回收处理费,作为对回收利用者的补偿。这种作法在国外已较为普遍,在我国这类经济政策还欠缺或还不太完善。
(3)管理工作跟不上
城市、风景旅游区、交通干线、水域等的“白色污染”主要是管理不善引起的。餐饮业、商业、铁路、水运部门对经营活动中产生的废弃物没有采取严格的管理措施,听任顾客直接扔在地上或水中,甚至一些工作人员对已收集起来的废弃物又抛弃到车窗外或水中。城市街道和旅游区的配套设施还不健全。商场、饭店、公园等繁华地段的垃圾箱密度太低,还没有设置分类垃圾箱。市容环卫部门虽有规定禁止乱扔废弃物,但执法、检查的人员很少有法不依,有禁不止的现象很普遍。
(4)各地的管理思想还不统一。
有的地方对“白色污染”的防治尚不够重视,还未将这个问题上议事日程。有的地方主张通过“以纸代塑”和使用可降解塑料来解决:有的地区强调依靠回收利用来解决:但如何进行综合防治,思想上尚未获得共识。
(5)人们的环境意识还需进一步提高
大城市居民的环保观念虽比前几年有所提高,开始关注环境问题,但还没有落实到自身的行动上,随手抛弃废弃物,乱倒乱扔生活垃圾的行为随处可见。新闻媒介对“白色污染”的报导缺乏对居民日常行为的引导教育。产生塑料废弃物的生产、经营单位没有责任感,没有认识到自身应履行的义务,没有回收、利用、处置的压力。
五、“白色污染”治理技术
1、管理方面
(1)对包装废弃物的立法
1996年国家颁布了《中华人民共和国防固体废弃物处理法》其中对一次性塑料包装材料和制品、塑料地膜等明确规定应当采用回收利用、易处置或在自然环境中易消纳的产品。目前国家环保总局正在起草《固体废弃物污染环境防治实施条例》,对固体法中有关包装废弃物的原则规定做进一步的细化。现已在全国范围内征求意见。
(2)将铁路沿线的长江的白色污染列为优先治理的重点
长期以来,交通运输单位对运营生产过程中产生的垃圾直接往车外、船下倾倒。随着交通运输的增大,这种粗放经营方式的弊端越来越明显。为此,1995年起原国家环保局联合颁布了《关于维护旅客列车、车站及铁路沿线环保卫生的管理规定》。规定:严禁乘客、乘务员向车外抛弃废弃物,实施垃圾袋装化处理等。现各项管理制度基本落实:旅客、工作人员向车外扔垃圾的现象得到了基本控制:铁路沿线积存的垃圾也得到了较好的治理,重要铁路两侧的“白色长廊”基本消失。
随着三峡地区的发展,船舶垃圾产量增长很快。这些垃圾全部被倒进江中,不仅影响水质,而且影响到葛洲坝水电站的正常运行。对此1997年12月,交通部、建设部、原国家环保局联合颁布了《防止舰舶垃圾和沿岸固体废弃物污染长江水质域管理规定》。规定:禁止向水中抛弃垃圾。船上要配备足够的垃圾收集容器,要有船舶垃圾记录簿及垃圾管理计划等。
1998年7月18日,副总理在太湖流域水污染防治工作会议上对治理“白色污染”做了重要指示。要求在一年内解决长江、太湖流域、铁路沿线的“白色污染”问题。根据这一要求,国家环保局与建设部、铁道部、交通部、国家旅游局于当年9月联合了《关于加强重点交通干线、流域及旅游景区塑料包装废弃物管理的若干意见》,主要内容有:铁路车间、车内,长江及太湖等内河水域航运的船舶上一次性发泡塑料餐具;铁路沿线、长江、太湖流域沿岸禁止倾倒垃圾;对已在沿线(岸)堆积的、水中漂浮的垃圾要求在限期内清理干净;交通运输工具上及旅游景点、景区要配备足够的垃圾收集容器等等。
(3)强制生产者回收包装废弃物的试点
1997年9月,国家环保总局选择北京、天津两市面上作为试点,要求生产一次性发泡塑料餐具的企业按一定比例回收使用后的餐具。具体收集、处理工作由回收公司承担。生产企业根据各自的产量向回收公司交纳收集处理费。两年来,试点工作进展比较顺利。北京市的回收率已达60%,天津已达50%。
2、技术方面
我们大家都用过或接触过许许多多的塑料制品,它们有许多优点,强度大、坚实耐用,还可以反复回收使用,废塑料回收后,经处理,既能重新成为制品,亦可制得汽油与柴油。但它们在完成使用周期后较难降解,从环保角度出发,这些优点又可以被认为是缺点或不足,但是塑料的发展历史还不到1,比起其它传统材料几百、几千年的发展史来说是短暂的,因此存在一些缺点或不足也不足为奇,问题是我们采用什么样的态度去面对,是采取消极的办法、一刀切淘汰禁用?“以纸代塑”?还是采用积极的办法,正视其存在的问题,采用科技进步和综合治理的办法去解决。后者是新世纪赋以我们的环保重任。
治理“白色污染”是一项社会系统工程,应采取积极对策,运用行政、科技、经济手段综合治理。当前应在加强管理、制订有关政策法规,扶植有利于环保的企事业发展,提高人们环保意识和抓好舆论的正确导向等前提下,借鉴国外3r1d,即减量、回收再用、再生利用、降解等的治理对策,初稿实施省资源化(减容、减量)、再资源化(回收利用)、无害化(可降解)等多法并举、防治结合的对策和措施。
(1)资源化(减容、减量)
省资源化即减容、减量,是减少或抑制塑料废弃物的产生量,包括少用,即可用可不用的尽量不用或少用;或通过填充天然有机材料或无机材料,减少塑料用量,不仅节省有限资源,也可以减少污染;或通过提高产品质量、增加功能、延长寿命、一物多用,减少一次性塑料包装的消费量;减薄,即在保证应用性能前提下,通过改变原材料配方和产品结构设计,使产品达到轻量化、薄壁化;减容,即通过压实、溶解、消泡等减少塑料废弃物的体积,随之也节省生产和运输过程中的能耗,这是治理环境污染的主要措施,也是防患于未然和从源头抓起的办法。
(2)再资源化(回收利用)
再资源化即回收利用,不仅仅是一个技术问题,而更重要的包括从立法、回收、生产、检验、销售等一整套系统工程问题,是各国积极开发,保证国民经济持续发展,经济、资源、环境相互协调的有效办法,从塑料废弃物总体而言,相当一部分是易回收利用的。但对一次性塑料废弃物而言,必须根据各废弃物的种类、质量、数量、流向及处理方法,易回收又具有回收利用价值、经济合算的应尽最大力度去回收利用,包括材料、热能、燃料油、化学品等,这不仅仅有利于保护环境,而且从节约地球有限资源,有效利用再生资源的角度均具有重大的意义。您知道吗?回收1吨废纸可生产好纸800公斤,可以少砍17棵树,可节约一半以上的造纸能源,减少35%的水污染;1吨废塑料至少能回炼600公斤汽油和柴油;用废玻璃再造玻璃,不仅可以节约石英砂、纯碱等原料。还可节电;用废金属冶炼金属可节约大量的能源消耗,还可减少空气污染;而一些果皮、蛋壳、菜叶、剩饭等厨房垃圾,可用堆肥酵的方法处理,变成绿色肥料等。但目前回收利用无论在废弃物的分类、收集、回收体系的建立,高效回收技术和设备的研制开发以及回收料的产品方向等均会面临许多技术经济方面的难题,有待于政府和民间加大科技投入,通力合作作为重点问题研究解决。
(3)无害化(可降解)
关键词:可持续发展;环境保护;影响评价;清洁生产
霸州市经过改革开放近30年来的发展,已经从一个传统的农业大县,发展成为全国闻名的百强县(市),成就令人瞩目。2006年,全市GDP完成131亿元,财政总收入完成10.89亿元,城镇人均可支配收入达到12050元,农民人均纯收入达到5262元。面临经济高速发展和环境压力日增的形势,霸州市要在激烈的竞争中依然保持优势,实现“人本化、生态化、现代化”的目标,加强环境保护工作,实施环境可持续发展战略是十分必要的。
一、可持续发展与环境保护
可持续发展包括环境的可持续发展、经济的可持续发展和社会的可持续发展。环境的可持续发展是基础,经济的可持续发展是动力,社会的可持续发展是目标,因而环境可持续发展是整个可持续发展的重要组成部分。
环境问题实际上是一个环境承载力的问题,包括两方面内容:一方面,经济活动索取自然资源的速度,若超过了资源本身及替代品再生的速度,将导致自然资源的枯竭和生态系统的破坏;另一方面,向环境排放污染物的数量超过了环境的自净能力,将导致生态系统的失衡。环境的可持续发展作为新兴的发展战略,至今还没有建立完备的实施体系和指标体系,因而虽然不少国家正在积极制定各种方针、政策,以实施可持续发展战略,但在具体落实中还缺乏成熟的经验,因此在县(市)域内展开环境可持续发展研究有很强的理论意义和实践意义。
二、将环境因素纳入社会发展综合决策体系
经济发展和环境保护是社会发展中两个重要的组成因素。有些人错误地将环境保护与经济发展对立起来,一是由于不能全面地认识问题,二是由于在经济核算体系中没有体现环境资源价值。把环境价值量化并纳入政府的社会发展综合决策体系,具有明显的前瞻性。目前霸州市在环境价值的量化研究方面还处在起步阶段,为使该项工作尽快开展,应以收集发达乡镇的有关资料进行分析为主,待得到一些最基本的参数,经修正后可先行使用,然后再进行有关理论及实际应用的深入研究。环境影响评价是指在进行重大活动之前,采用科学方法预测可能给环境带来的影响,提出防治对策,为决策部门提供科学依据。环境影响评价要解决两个问题:其一是项目的可行与否,其二是对可行的项目,提供舒缓措施。近年来霸州市严把建设项目审批关,严格执行了建设项目审批的六项基本原则。对不符合国家产业政策、低水平重复建设,选址不合理的项目一律不批。对环境影响评价存在批评多、分析多,而建设性的意见少,或者建议过于理论化的倾向,为解决环境影响评价的提前参与性,将环境因素纳入社会发展综合决策体系是实施环境可持续发展的必然要求。
三、提高全社会环保意识和公众环境意识
环境意识不可能自动地产生,主要靠教育和实际行动培养,针对环境意识的不同层次和不同阶段,其宣传教育对象、方式方法也不同。霸州市政府历来重视环境保护工作,十几年来,霸州市在环境保护宣传工作上做了多方面的尝试与努力,成果十分喜人,并已有了较为完整的环境保护责任制。但由于公众环境意识的建立需要一个漫长的过程,因此需要针对各阶段的特点制定切实可行的办法。工作的重点应放在现有制度的完善、具体措施的落实上。另外,公众环境意识的树立,要有广泛性,不仅要加强对青少年、党政干部的环境保护教育,还要通过居委会、村委会等基层组织,向广大市民进行宣传教育,让环境的话题走进千家万户,提高公众环境意识。按霸州目前的实际状况,完全照搬西方国家公众参与决策的方法是不现实的,可遵循从告知到参与的过程,循序渐进地扩大公众参与的范围。
四、实现环境管理战略重心转移
霸州在建市之初就十分重视环境保护工作,在经济高速发展的同时,基本维持了良好的环境质量。但是随着社会的发展,经济体制的改革,产业结构的变迁,人民生活水平的提高,环境保护提出了更高的要求,因此环境管理战略重心的转移迫在眉睫。城市环境综合整治定量考核指标显示,霸州市在工业污染控制方面已取得显著成效。过去的环境管理工作一直是以环境质量保护为目标,以工业污染源的管理为中心。随着社会的发展,人们生活水平的提高,现在人们更注重环境的安全性和舒适性。因此,环境管理工作也要适时做出转变,打破以工业污染源管理为中心的局限,以保障市民健康和创造良好生态环境为目标,建立全方位,多层次的管理构架。
从生产源头开始对污染物的产生进行控制,建立以“源头控制”为主导的污染预防管理体系,使企业从“被动治污”转向“主动治污”,从根本上转变环境管理的角色和作用。在污染预防体系的建立中,应把清洁生产作为工业污染预防的主体。它体现了可持续发展战略在工业生产中的实施,为环境与经济的协调发展提供了切实的战术性措施。推进清洁生产已成为企业与政府共同实现可持续发展战略的选择。目前在霸州市通过改进管理技术推动清洁生产,很具实际意义。另外,对生产企业实施许可证制度,它是将环境影响纳入环境管理轨道的有效方法,是市场经济条件下加强环境管理的有力工具。许可证的内容具有弹性,它的核发依据可是总量控制,也可是浓度控制。许可证以其法律上的地位,确保环境管理政策的落实实施。对不同类型的活动核发不同类型的许可证,制定有差别的管理办法,做到重污染行业重点抓,使环境管理工作在人力资源、财政资源有限的情况下,取得最大的工作效益。
人们对环境污染最关心的莫过于污染物对人体健康的危害。有毒有害物品包括农药、化肥、化工原材料、化学物品等,虽然数量有限,但其危害性却巨大。由于目前对它们的环境质量监测仅有常规指标,因此,对有毒有害物品所造成的影响和潜在危害没有准确估算。有毒有害物质使用的相对分散性给最后的处理、处置带来困难,因而首先参照国家有毒有害废物名单,依靠毒性大小、数量多少、分布范围等对有毒有害物品进行界定,从生产、销售抓起,实行销售许可制度,跟踪去向,让使用者清楚地知道其物质组成及含量、意外救助办法和用后残余物的处理办法等,同时,所有含有毒有害物质的污染物,必须送到工业废物处理中心,统一进行可靠的处理,确保不造成二次污染。
五、妥善处理废物,建设美好环境是实施环境可持续发展的依托
把资源的合理利用与环境保护联系起来综合考虑,是控制污染更为经济,有效的途径。从霸州目前状况看,首先是节约用水问题,根据霸州工业废水比重小的特点,节水减污工作的重点是城市、城镇生活用水。生活用水节约的主要途径是改善用水设施包括杜绝厕所、水龙头和阀门漏水现象,安装节水型卫生设备,对已有设备改装,推广节水型家用产品使用等。霸州目前自来水价格低廉,不利倡导节约用水,同时也因为未体现使用者偿付的原则,给公用事业背上了沉重包袱。资源价格体系的改革已成为迫切需要解决的问题,可预料在不远的将来,水价会有重大调整,霸州的企业对此要有足够的准备。这种改革将有利于水资源节约。除价格政策外,还有一些可起辅作用的手段,如税收、收费、财政补贴等。其次是垃圾回用问题,在霸州因为有以拣垃圾为生的人,虽然未实施垃圾分拣计划,但许多垃圾中能回用的成分实际上已得到分拣。但是号称白色污染的对环境危害较大的塑料制品,尤其是一次性餐盒和塑料袋,使用量日增,应少用或禁用这些物品,以切实减少其排放量和危害。对一次性饭盒使用的限制,由于可降解性塑料饭盒的成本要比非可降解性塑料饭盒的成本高,价格上不具备竞争力,因而需要制定强制性政策,推广可降解塑料的使用,从而限制或彻底取消非可降解塑料的使用。
六、注重环境科学研究,发展环保产业
霸州在环境保护基础研究方面并不具备雄厚的力量,但它有得天独厚的社会环境,毗邻京津,与科研院所联系密切。在环境科学研究上也要充分利用这一优势,积极吸取国内、外的先进经验,以高水准的环境管理研究为基础,以促环境管理上台阶为目标,加速环境管理工作向规范化迈进的步伐。这样不仅能为霸州市在未来十年或更长的时间内提供环境管理上的理论指导,而且可为全国的环境管理体制改革提供有益的经验。
环保产业是工业发展中的一个新兴行业,该产业在西方发达国家与生物技术、通讯技术一起共同成为工业界发展最为迅速的行业。发展环保产业不仅因为其市场前景广阔,是新的经济增长点,重要的还在于它是控制污染,保证环境质量的物质基础。
作者单位:廊坊职业技术学院
参考文献
[1]范志平,曾德慧,余新晓.生态工程理论基础与构建技术[M].北京:化学工业出版社2006.
[2]李训贵.环境与可持续发展[M].北京:高等教育出版社,1999.96-101.
关键词:污泥,前沿技术,资源化,发展趋势
The Present Situation and Tendency of Sludge Front
Treatment Technology
WeiZhen Shen
(Beijing Machinery and Electricity Institute, Hi-tech Co.Ltd., Beijing 100027,China)
The main development direction for the sludge treatment is tending to disposal of resources and energy utilization in the world in recent years. Therefore, such as anaerobic digestion and aerobic fermentation technology and other traditional mainstream technology has been vigorously sought. Meanwhile, the techniques of sludge pyrolysis to produce oil fuel and sorbents, and composting to be used in soil are studyed. The paper puts forward that the present situation and tendency of sludge front treatment technology of domestic and overseas, and discussed its developing trend.
中图分类号:TU992文献标识码: A
经过几十年的发展,欧美、日本等发达国家已出台了较完善的污泥处理处置与资源化政策法规及标准规范,相关技术和设备也趋于成熟,以在污泥无害化处理处置的基础上实现最大程度的资源化再利用作为总体思路和技术路线,逐步形成了以污泥厌氧消化、好氧发酵、干化、焚烧、土地利用为主流技术,并不断研发污泥制油、生产活性炭、研制动物饲料等前沿技术的污泥处理处置市场。
虽然近年来我国污泥领域发展较快,各项技术和专用设备有了较大进展,主流技术、前沿技术同步发展的污泥处理处置市场也正在形成。但与发达国家相比,我国污泥处理处置率仍然低下,技术和设备水平仍然落后,污泥处理处置总体思路和技术路线也不够明晰,相关的法律法规及标准规范不够完善,总之我国污泥处理处置市场还有很长的一段路要走。由于国情不同,各国采用处理方式和技术也各不相同,本文对国内外目前前沿技术发展现状进行综述。
1、国内外污泥处理处置与资源化前沿技术进展
1.1 污泥制油能源利用技术
污泥中的有机质可以转化为燃油,能有效控制重金属的排放,可回收利用易储藏的液体燃油,可获得较高的油品收率,提供700 kWh/t 的净能量,破坏有机氯化物的生成,具有污泥处理与能源利用的双重性质。污泥制油技术分为两种方法:污泥热解制油技术和污泥直接热化学液化法。
1.1.1污泥热解制油技术
污泥热解制油是利用污泥中有机物的热不稳定性,在常压(或高压)和缺氧的条件下加热污泥至高温,借助污泥中所含的硅酸铝和重金属(尤其是铜)的催化作用将污泥中的脂类和蛋白质转化成碳氢化合物,由于干馏和热分解作用使污泥最终转化为价值较高的燃料油、反应水、不凝性气体(NNG)和炭。
热解生成的油收率与污泥中的有机物含量直接相关,通常生污泥最高(占44%),其次为剩余污泥(35%),消化污泥最低(25%)。发热量可达到29~42.1 MJ/kg,与石油提炼厂生产出来的石油低级馏出液相似,可以直接用于柴油机车和发电。但热解油黏度高、气味差。热解油的大部分脂肪酸可转化为酯类,酯化后其黏度低约4倍,热值可提高9%,气味得到很大改善。不凝气热值2~9MJ/kg,污泥炭热值约10MJ/kg,热解前的污泥干燥、反应器加热可利用产品中低级燃料(燃料气、炭)的燃烧来提供能量,实现能源循环。污泥热解制油过程如图1。
污泥热解制油过程示意图
污泥热解工艺最初是Bayer等人在1978年提出, 1986年,澳大利亚的Perth和Sydney两个城市建起污泥热解制油的第二代试验厂,为大规模污泥低温生物油化技术的进一步开发提供了大量的数据和实践经验。1999年8月,世界上第一套污泥低温热解制油工业化工艺装置——Enersludge在澳大利亚成功试运行,处理规模(按干污泥计)为25t/d,每吨污泥可产出200~300L与柴油类似的燃料及约半吨的烧结炭,并申请为专利。
1.1.2污泥直接热化学液化制油技术
鉴于污泥低温热解制油需要对脱水污泥进行干燥而耗能巨大,因此英、美、日对污泥直接热化学液化法研究较多。污泥直接热化学液化制油是将经过机械脱水的污泥(含水率约70%~80%),在250~340℃、5~15MPa条件下,并以碳酸钠作为催化剂,污泥中有近50%的有机物能通过加水分解、缩合、脱氢、环化等一系列反应转化为油状物,得到的重油产物用萃取剂进行分离收集。重油产品的组成和性质取决于催化剂的装填与反应温度。反应过程可得到热值约为33MJ/kg的液体燃料,收率可达50%左右(以干燥有机物为基准),同时产生大量不凝性气体和固体残渣。基本工艺流程图如图2所示。
污泥直接热化学液化制油技术的设备可分为间歇式反应装置和连续式反应装置两类。间歇式反应中,污泥脱水至含水率70%~80%即可满足相关反应要求,向高压釜中加入液化催化剂Na2CO3后,高压釜经过排气后冲入氮气至所需压力,随后升温。随着温度的增加,工作压力随之增加。然后通过压力调节阀释放高压来使工作压力保持恒定,反应产生气体被气体储罐收集。连续设备的运用不仅在工艺上可以得到更大的改进,在运行费用上也会大大降低,推进该技术的应用。
目前直接热化学法处理污泥的典型工艺包括:美国 PERC工艺,LBL工艺,日本资源环境技术综合研究所的液化工艺,荷兰 Shell 公司的 HTU工艺等。
根据国外的经验,目前的投资成本与运行维护成本均比较高,同时,涉及的操作条件比较复杂,需要考虑诸多的因素如反应温度、反应时间、触媒种类、触媒添加量、反应压力等。此外,油化处理效率也与污泥种类性质等有关。
污泥直接热化学液化制油的基本流程图
1.2 污泥建材利用技术
污泥建材利用主要包括利用污泥及其焚烧产物制砖、轻质陶粒、生态水泥、制纤维板、熔融微晶玻璃等。
总的来说,污泥的多项建材利用技术已经成熟,应用前景良好。其中,建筑砖块、轻质材料以及水泥材料等技术,已经在日本、德国等国家开始进行规模化生产应用或者在计划大规模生产再利用。其中日本在这方面走在了前面,已经有许多成功运行的工程实例,据统计到2002年末,日本污泥有效利用率高达63%,其中建材利用的比例为40%。在我国,污泥用于建材资源化利用是一种有效的污泥减量化及资源化手段,在北京、重庆及上海等地均进行过相应的生产性研究。总的来说,大多还处于研究及尝试的阶段。
1.2.1污泥制砖
脱水污泥主要由Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、MgO等粘土矿物质成分组成,其性质近似粘土,具有可塑性、烧结性、耐热性和吸附性,并且污泥中含有大量灰分和铝盐或铁盐等混凝剂成分,可以作为建筑材料中的添加剂,为其制砖创造条件。比较常见的污泥制砖技术主要有两种:
①污泥焚烧灰制砖
该方法是将污泥焚烧灰添加适量辅料(如粘土、粉煤灰、煤矸石等)成型烧结制砖。污泥焚烧灰中的SiO2含量较低,因此在利用污泥焚烧灰制砖时,需添加适量的黏土与硅砂,从而提高SiO2含量。一般较为适宜的质量配比为焚烧灰:黏土:硅砂=1:1:(0.3~0.4)。污泥焚烧灰制造流程如下图3.
②干化污泥直接制砖
该法是直接将干燥的城市污泥破碎后与粘土等辅料成型烧结制砖,同时可以利用污泥中潜在热值。干化污泥用于直接制砖时,应对污泥中的成分进行适当的调节,使其成分与制砖黏土的化学成分相当。当污泥与黏土按质量比1:10配料时,污泥砖可以达到普通红砖的强度。此污泥砖的制造方式受坯体中有机挥发分含量的限制,当有机挥发物达到一定限度会导致烧结开裂,从而影响砖块的质量,污泥掺加比例较低。因此,从黏土砖限制要求来看,生污泥较难成为一种适宜的污泥建材方法。干化污泥制砖工艺流程图见图4。
污泥焚烧灰制砖工艺流程
污泥干化后制砖工艺流程
污泥的掺量比例、成型压力和焚烧温度是决定砖抗压强度、吸水率、热导率、抗折强度等性能的关键性因素。当污泥掺量为0~200 g/ kg 时, 随着污泥掺量的增加,污泥砖的抗压强度明显降低,吸水率随之增大。成型砖坯密实度下降,在焙烧过程,污泥中重金属熔融固化,有机物挥发,所形成的气孔和孔洞降低了砖体抗压强度及。当污泥掺量低于100 g/ kg 时,污泥砖性能符合国家《烧结普通砖》标准( GB 5101- 2003) 要求。当成型压力为20~60 MPa时, 随成型压力的增大,污泥砖的抗压强度逐渐升高,吸水率逐渐减小。当烧结温度为900~1100℃时,随着温度的升高,污泥砖的抗压强度逐渐增强,吸水率逐渐降低,当烧结温度高于1050℃时,砖的抗压强度和均已达到了标准要求。当保温时间超过1.5 h 时,随着保温时间的延长,污泥砖的降低,吸水率也相应增大。
美国、英国等发达国家都在该领域进行了较多的研究,对污泥制砖工艺、污泥制砖的影响因素、污泥砖块产品的性质等方面取得阶段性研究成果。其中,日本的污泥焚烧灰制砖技术,走在世界前列,受到越来越多的重视。目前已经有8座完整规模的厂用100%的污泥焚烧灰制砖。制成的砖块被广泛用于公共设施。德国对于污水污泥的建材利用才刚刚起步,没有任何长期工业上的实践,正借鉴日本的经验,并与日本开展合作研究项目。
在我国,有关利用污泥焚烧灰制砖的报道很少,而利用干污泥直接制砖却有较多的文献说明。如中石化胜利油田规划设计研究院、同济大学环境科学与工程学院、南京制革厂等研究机构、高等院校和国内企业对干污泥直接制砖进行了试验研究,但缺乏实际的工程应用,所以在今后的研究中还要结合经济效益进行投资、收益的估算并大胆借鉴国外经验,开发污泥前处理及混合焙烧等成套工艺及配套设备,才能将污泥的制砖利用付诸实际。
1.2.2污泥制陶粒
污泥陶粒是污泥经加工制粒或粉磨成球后烧胀而成的一种人造轻陶粒,具有轻质高强、保温隔热、耐久性好、抗震性好等优点。污泥制陶粒主要工艺流程如下图5。
污泥陶粒生产工艺流程图
湿污泥与预先干化好的干污泥一起进入污泥混合机,经混合、均匀化后形成颗粒,完成均化过程后,送至干化器进行干燥。污泥干化器主要分为直接加热和间接加热。为了防止污泥在干化过程中结成大块,一般采用旋转干化器。干化器的热风进口温度为800~850℃,排气温度为200~250℃。污泥经干燥后从含水率80%左右下降到5%左右。干化器的排气进入脱臭炉,炉温控制在650℃左右,使排气中的恶臭成分全部分解,以防产生二次污染。部分燃耗是在理论空气比约0.25以下燃烧,使污泥中的有机成分降解,大部分成为气体排出,另一部分以固定碳的形式残留。部分燃烧炉内的温度控制在700~750℃。燃烧的排气中含有许多未燃成分,送至排气燃烧炉再次燃烧,产生的热风可作为污泥干化的热源。部分燃烧后的污泥中的固定碳为10%~20%,热值为1256~7536kJ/kg。烧结是制陶粒的最后一道工序,烧结陶粒的强度和相对密度与烧结温度以及产品中残留碳含量有关。残留碳的含量与陶粒的强度成反比,残留碳的含量越多,强度越低。烧结温度在1000~1100℃之间为宜,超出此温度范围陶粒强度会降低。陶粒的相对密度随烧结温度升高而减少,在上述温度范围内,其相对密度为1.6~1.9,烧结时间一般为2~3min。
欧美、日本等发达国家对利用各类污泥制陶瓷产品的可行性做了研究,并对制成的样品进行了吸水率、多孔性、线性收缩和横向断裂强度等物理性能和浸出液的测试。我国多个企事业机构都对污泥制备陶粒技术进行了研究,比如同济大学的研究人员对苏州河底泥为主要原料烧制陶粒的工艺参数进行了分析,以及广州华穗轻质陶粒制品厂采用城市污水处理厂污泥替代河道淤泥或部分粘土烧制轻质陶粒,并获得成功。
1.2.3污泥制水泥
污泥的化学特性与水泥生产所用的原料基本相似,垃圾焚烧灰的化学成分中一般有80%以上的矿物质是水泥熟料的基本成分。因此利用水泥回转窑处理污泥来制造水泥,不仅具有焚烧法的减容减量化特征,且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分,不需要对焚烧灰进行填埋处置,是一种两全其美的生产途径。利用污泥做生产水泥的原料有三种方式:一是直接用脱水污泥;二是干化污泥;三是污泥焚烧灰。不管是采用哪种方式,关键是污泥中所含的无机成分必须符合生产水泥的要求。除CaO含量较低、SiO2含量较高外,污泥焚烧灰的其它成分含量与硅酸盐水泥含量相当,因此,污泥焚烧灰加入一定量的石灰或石灰石,经煅烧即可制成硅酸盐水泥。污泥水泥性质与污泥的比例、煅烧温度、煅烧时间和养护条件相关。与普通硅酸盐水泥相比,在颗粒度、相对密度、波索来反应性能等方面基本相似,而在稳固性、膨胀密度、固化时间方面较好。
世界上发达国家利用水泥窑处理废弃物生产生态水泥已有20余年的历史,拥有成熟的经验。1996年4月瑞士的HCBRekingen水泥厂成为世界上第一家具有利用废料的环境管理系统的水泥厂,并得到ISO14001国际标准的认证。在欧洲水泥生产者联合会所属的水泥厂中每年焚烧处理100万t有害废物。日本40多家水泥企业,其中50%以上工厂均处理各种废弃物。虽然我国同济大学、上海水泥厂等也做了利用污泥代替粘土生产水泥的尝试,但总体来说,利用垃圾焚烧灰、市政污泥等废弃物来生产水泥尚属起步阶段。
1.2.4污泥制纤维板
污泥中含有大量有机成分,利用其中的粗蛋白与球蛋白(酶)能溶解于水及烯酸、稀碱、中性盐水溶液的性质,在碱性条件下加热、加压后发生蛋白质变性,制成污泥树脂(又称蛋白胶),使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材,即为污泥生化纤维板。污泥制纤维板的工艺流程图见图6。
污泥制纤维板的工艺流程图
污泥树脂调制是将脱水至含水率85%~90%的污泥与药品混合,装入反应器搅拌均匀,然后通入蒸汽加热至90℃保持20min后,再加入石灰,在90℃条件下反应40min即可。为使其具有较好的凝胶性、预压成型时容易脱水,可在调制中投加碱液、甲醛及混凝剂(如三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝或聚合氯化铝),还可加硫酸铜以提高除臭效果和加水玻璃以增加树脂的粘滞度及耐水性,使成品经久耐用。
国内外已有人尝试用污泥来制纤维板,但制造过程和成品仍有一些气味,需要脱臭,强度也有待提高。
1.3活性污泥制取活性炭
由于污泥中含有大量有机物,在一定的高温下以污泥为原料通过改性可以制得含碳吸附剂。根据污泥碳化机理,污泥吸附剂一般分为直接活化和热解碳化后再活化两种。其中,热解碳化后再活化最为常用,主要包括热解碳化和活化两个步骤。碳化是把原料热解为碳渣,活化是关键步骤,是根据要求把碳化物变为所需要的多孔结构物质。目前活化方法有两类:物理活化和化学活化。相对于物理活化,化学活化需要较低的温度,活化产率高,通过选择合适的活化剂控制反应条件可制得高比表面积活性炭。但化学活化对设备腐蚀性大,污染环境,其制得的活性炭中残留化学药品活化剂,应用受到限制。污泥吸附剂生产工艺流程如下图7。
针对不同的污泥和所制吸附剂的不同用途,可相应采用不同的制备方法,而不同的制备方法所得到的吸附剂性能差别很大。影响吸附剂性能的主要因素有:活化药剂的种类、浓度、热解时间、热解温度和活化温度等。活性炭微孔的形成和发展与原材料的孔结构、活化剂的种类、活化温度、活化时间、活化剂流量、催化剂种类、催化反应速度等诸多因素有关。
污泥制备吸附剂工艺流程
近年来,美国、日本、法国、中国、西班牙、新加坡等国家的研究者对污泥改性制备吸附剂技术进行了较多的研究。近年来,研究的重点是污泥热解方法及工艺的优化、吸附剂制备中间过程和方法的改进、活化药剂的选择等方面。
1.4污泥中蛋白质利用技术
1.4.1制造动物饲料
污泥中粗蛋白占28.7%~40.9%,灰分占26.4%~46.0%,纤维素占26.6%~44.0%,脂肪酸占0~3.7%。其中,70%的粗蛋白以氨基酸形式存在,包括蛋氨酸、胱氨酸、苏氨酸等。污泥蛋白中几乎含有家畜所需的所有氨基酸,且各种氨基酸之间相对平衡,是一种非常好的饲料蛋白来源。
但是,活性污泥作动物词料还存在一些问题,主要包括毒性方面和非毒性方面的问题。毒性方面的问题主要有:①病原菌的污染问题。②活性污泥饲料组织学和病理学研究:饲喂污泥蛋白质饲料,动物肺、肝、肾、心脏和内脏等组织有何异常。③污泥重金属毒性物质动物发生元素积累问题。非毒性方面的问题主要有:①化学组成,商业价值低。②与传统动物饲料相比,污泥蛋白质饲料的适口性差、消化性低、营养价值不足,近来的研究系采用化学或酶处理活性污泥以提高其蛋白质消化率。③污泥干燥的经济性问题。但即使如此,用污泥作饲料将是变废为宝的一项重要举措,值得深入的研究。
1.4.2制造蛋白质灭火器
目前国内灭火剂主要有NaHCO3、NaCl干粉灭火剂、蛋白灭火剂等种类。其中,蛋白类泡沫灭火剂以其可靠性大、安全系数高、生物降解性强等优良的性能一直占据着泡沫灭火剂市场的主导地位。但由于国内饲料蛋白源匮乏导致其价格较高,因此,利用污泥水解蛋白质制备蛋白质泡沫灭火剂具有一定现实意义。
武汉市科技局等单位进行了利用剩余活性污泥水解制备蛋白质泡沫灭火剂,并取得一定研究成果,李亚东等研究人员还申请了发明专利。但总体来说,目前该项技术研究还少见报道。
1.4.3污泥中蛋白质提取技术
无论是将污泥蛋白用作动物饲料,还是用于蛋白质灭火器,都需要依靠蛋白质提取技术,蛋白质提取工艺流程图见图8。
蛋白质提取工艺流程图
(1)溶胞技术
提取蛋白质首先要对污泥进行溶胞处理。通常的溶胞方法包括物理、化学、生物以及多种方法联合等方法。
①物理法
物理溶胞主要是利用机械剪切力破坏细菌的细胞壁,实现污泥细胞的溶解。物理法主要有以下几种:
高压喷射法是利用高压泵将污泥循环喷射到一个固定的碰撞盘上,通过该过程产生的机械力来破坏污泥内微生物细胞的结构,使得胞内物质被释放出来,从而显著提高污泥中蛋白质的含量,促进水解的进行。然而,高压喷射法处理污泥过程的机械能损失较大,所以该方法在实际的工程应用中难以推广。
超声波法是利用20KHz到10MHz波段范围内的超声波破坏微生物细胞的细胞壁,使得细胞内的有机质释放出来,从而促进污泥水解和消化的进行。该技术具有无污染、能量密度高、分解速度快等特点,但在细胞破碎后固体碎屑的水解方面却不如添加碱和加热法。同时超声波的作用受到液体温度、粘度、表面张力等参数和超声波发生设备的影响,在短时间内难以投入大规模工程化应用。此外,超声波法设备投资巨大、能耗高,也是这一技术不能迅速推广的主要原因。
水解法的温度范围一般为40~180℃,污泥固体有机物在水解过程中经历两个过程:首先是微生物絮体的离散和解体,细胞内的有机物质被释放并溶解。其次是溶解性有机物不断水解,脂肪水解成甘油和脂肪酸;碳水化合物水解成小分子的多糖和单糖;蛋白质水解成多肽、二肽和氨基酸;氨基酸进一步水解成低分子有机酸、氨及二氧化碳。与机械破碎、超声和化学预处理等手段相比,热水解的优点在于在实现细胞破碎、释放胞内有机物的同时将大分子有机物水解。
②化学法
化学法主要有以下几种:
加碱处理法就是在常温条件下,通过加NaOH、KOH或Ca(OH)2等碱性物质,其作用是在抑制细胞活性的同时,溶解细胞壁,释放蛋白等细胞内物质。
加酸处理法就是用酸处理污泥,由于污泥微生物的胞外聚合物中含有一些两性物质,这些两性物质在酸性条件下会溶解,转化为溶解性物质,从而对污泥的絮体结构有一定破坏作用,从而达到溶胞效果。
臭氧氧化污泥的过程包括:对微生物的破壁、溶解和对有机物的矿化三个阶段。臭氧首先作用于污泥细胞的细胞壁和细胞膜,促使细胞死亡溶解;细胞溶解后胞内的蛋白质、核酸和多糖等物质被释放出来;臭氧进一步氧化大分子有机物质,使其变为小分子物质或者直接转变为二氧化碳和水。
③生物法
生物酶技术是指向污泥中投加能够分泌胞外酶的细菌,或直接投加溶菌酶等酶制剂(抗菌素)水解细菌的细胞壁,以此达到溶胞的目的。但是,同时这些细菌或酶还可以将不易生物降解的大分子有机物分解为小分子物质,随着溶菌酶量的增加,污泥中蛋白质和多糖浓度随之降低。
④多种方法联合
此外,多种方法联合的方式也逐渐得到重视,包括热酸法、热碱法和微波+过氧化氢法等,可以更好的实现污泥溶胞提取蛋白质效果。
(2)蛋白质的分离技术
污泥溶胞液是多糖,蛋白质和脂肪等有机物以及重金属等多种物质组成的混合溶液,需要将目标蛋白质从其中分离纯化出来,从而满足污泥蛋白在其他领域的应用,主要是通过溶胞液的浓缩和浓缩液的结晶来实现的。
传统浓缩法主要有减压蒸馏法和泡沫法分离蛋白质。减压蒸馏法借助真空泵来降低系统内的压力,便可以在低温下对溶液进行蒸发浓缩,适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。泡沫分离蛋白质是利用蛋白质的表面活性对其进行分离的一种方法,分离过程中的条件温和,对蛋白质的活性影响较小,成本较小,且能耗较低,而且对蛋白质的生物活性没有明显影响。但当溶液中含有组分活性相近的物质时,分离效果较差。另外,对于较高浓度的溶液,分离效率便会降低,分离效果较差。近年来随着膜工业的发展,膜分离法也开始渐渐兴起,微滤、超滤、反渗透和电除盐是目前最为常用的四种技术。
蛋白质结晶方法主要有沉淀法,传统沉淀法包括盐析沉淀法、有机沉淀分离法、等电点分离法等。盐析沉淀是蛋白质提纯工艺中最早采用,至今仍为广泛应用的方法。其原理是在高浓度蛋白溶液中,随着盐浓度的逐渐增加,蛋白质水化膜被破坏,其溶解度下降而从溶液中沉淀出来。有机沉淀剂法是向蛋白质溶液中加入乙醇、丙酮等水溶性有机溶剂,降低水的活度。随着有机溶剂浓度的增大,水对蛋白质分子表面荷电基团或亲水基团的水化程度降低,溶液的介电常数下降,蛋白质分子间的静电引力增大,从而使蛋白质凝聚和沉淀。等电点沉淀法是通过调节溶液的pH值,削弱或破坏分子表面的双电层及水化膜,分子间引力增加,使两性电解质的溶解度下降而沉淀析出。
1.5污泥制生物可降解塑料
生物可降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下,和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。按原材料不同分类,目前生物降解塑料主要有以下几种:聚羟基烷酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物、聚乳酸(PLA)、脂肪族芳香族共聚酯、聚乙烯醇(PVA)类生物降解塑料、二氧化碳共聚物、聚-β-羟基丁酸酯(PHB)等。生物降解塑料可以依靠生物的生命代谢活动来合成,目前国内外的研究主要集中在菌种筛选和培育、反应机理、操作工艺、反应器类型、反应条件和合成物的提取技术方面。
PHA是目前研究较多的生物可降解塑料类型,以之为例,能够合成PHA的细菌种类很多,包括光能利用菌、古细菌、革兰氏阳性、革兰氏阴性菌、好氧菌和厌氧菌,共计65个属,300多种。其中研究较多的有芽孢杆菌属(Bacillus)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)、固氮菌属(Azotobacter)、红螺菌属(Rhodospiriclum)和放线菌属(Actinomyces)等。PHA在细菌体内合成经历三个步骤:第一步,各种底物经代谢进入三羧酸循环,生成乙酰辅酶COA;第二步,乙酰辅酶COA经各代谢途径形成各种前体,再由不同酶转化为(R)-3-羟基脂酰辅酶A;第三步,(R)-3-羟基脂酰辅酶A,再由PHA合酶聚合成为PHA。由于合成的PHA存在于细菌细胞内,因此需要将细胞破碎,才能提取出PHA颗粒从而实现其进一步的利用。目前PHA的提取方法很多,主要有有机溶剂提取、氯酸盐提取法、酶法提取、碱法提取、机械破碎法等。
生物可降解塑料前景诱人,但仍有一些技术问题需解决:①降解塑料制品机械强度不够,需要通过与其他聚合物单体共混来使生物降解塑料的某一方面品质得到提升,但是综合性能却有不足,这就需要通过技术攻关加以解决;②生产成本需进一步降低;③以污泥为原料的生物可降解塑料的附加值较低,需要通过技术的提高使其得到进一步提高。
2、国内外污泥处理处置与资源化前沿计划发展趋势
关键词:低碳经济;黄骅市;塑料产业
中图分类号:F26 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)36-0199-02
塑料产业作为河北省黄骅市的新兴产业正处于快速发展时期,在追求企业利润的同时不可避免地消费了大量的石化资源,加之行业整体普遍生产技术落后,生产方式粗放等一系列问题造成了日益严重的环境污染。对于黄骅市塑料产业而言,发展低碳经济具有十分重大的现实意义。
一、低碳经济下黄骅市塑料产业发展状况
河北省黄骅市被誉为“中国北方模具之乡”,依附于模具产业的蓬勃发展,黄骅市已成立了百余家塑料加工企业,塑料行业已经成为黄骅市经济增长的重要产业之一。
1.塑料产业已初具规模。从2006—2010年,黄骅市塑料产业在工业总产值、产品总产量上均实现了翻两番的增长,分别占全国塑料行业总量的0.05%和0.07%,表现出强有力的发展态势。五年间企业数量增加了54家,实现年产值500万元以上的企业有10家,吸收就业人数增加了1 440人,具备了充足的劳动力资源。此外,黄骅市塑料产业所产塑料制品以注塑产品为主,产品样式日趋多样化,已基本涵盖塑料包装、建筑管材管件、日用品和塑料零部件四大系列,拥有上百种塑料产品,可以充分挖掘塑料市场资源,实现更广阔的销售。现今,85%的塑料产品销往东北三省、北京、天津、河北以及内蒙古等北方地区,12%的塑料产品销往韩国、美国以及东南亚地区。经过上述分析不难看出,塑料产业已初具规模,基础稳固,发展前景广阔。
2.塑料产品需求旺盛。人均可支配收入的高低决定着人均购买能力的大小。收入是决定需求的重要因素,对于塑料产品而言,收入与需求保持着同方向的变动,不难看出,人均可支配收入的增加可以拉动黄骅市塑料产品的产销量的增加。目前,黄骅市经济快速增长,人均收入水平提高,大大刺激了塑料制品需求。就资料显示,2011年黄骅市全年实现财政收入18亿元,增长28.5%,增收4亿元,其中扶持民生支出达8.5亿元,占一般预算支出的48%,接近50%,同比增长19%,再次保持经济快速增长态势。全市一般预算收入7.2亿元,增长29.5%。人均可支配收入提高,人们的消费趋势增强,市场需求扩张,黄骅市塑料制品销售量总体增加了10.7%,实现增收3 500万元,经济效益良好发展,预计未来五年黄骅市塑料产品需求量仍会保持10%增长水平。
3.塑料产业减排整改。黄骅市110家塑料企业均采用传统加工工艺进行加工制造,且制造塑料产品大多均是化学合成制品,无法自然降解,长期以来,造成了严重的环境污染,产生了大量二氧化碳排放,生态环境日益受到塑料制品的侵害已成不争事实。政府为了帮助企业更好地发展下去,2011年明确提出推动绿色低碳发展,按照减量化、再利用、资源化的原则,构建低消耗、低排放、高产出、高效益的增长方式。强力推进节能减排,谋划和实施一批重大节能减排工程,严控新建高耗能、高排放项目。逐步对黄骅市塑料行业开展大范围节能减排整合行动,打击违规生产行为,鼓励塑料企业节约用水、用电,限制高污染、高耗能塑料项目实施,帮助环保技术普及应用,为塑料产业实现节能减排提供了有力支持。黄骅市塑料产业正面临低碳转型契机,将来的塑料行业必将走上低碳发展道路。
二、低碳经济下黄骅市塑料产业发展存在的问题
1.生产原料短缺。加工原料是塑料行业赖以生存的根本,原料的供应链状况以及原料的价格波动涨跌,时时刻刻影响着塑料行业的走向。黄骅市广大塑料加工企业均属于中小型企业,加工所用原料基本是传统五大通用合成树脂,分别是PE、PP、PVC、PS、ABS。黄骅市塑料企业生产用料消耗过程中,五大合成树脂消耗量占加工原料消耗总量的比例之和高达80.88%,由此可以看出,黄骅市塑料企业对传统原料存在高度依赖性,可以说黄骅市塑料行业的运行已然离不开对传统合成树脂的消耗。然而,传统的合成树脂原料均属石化塑料,主要以石油为主要来源。一方面,由于石油属于不可再生资源,是不可能用之不尽、取之不竭的,黄骅市塑料产业必将面临原料短缺问题,而这将根本抑制塑料产业的可持续发展。另一方面,近些年来石油价格受国际局势走向影响剧烈,总体仍保持价格不断上升态势。在石油价格的驱动作用下,塑料企业原料采购成本也在不断增长,黄骅市塑料企业将面临着巨大成本压力,随着压力的加大,企业利润无法实现,造成经济效益低下,企业发展举步维艰。
2.技术设备落后。在塑料制品的生命周期内,CO2主要在塑料制品合成与加工耗能过程中产生,这部分产生的碳排放量占到总碳排放量的80%,也就是说在完成塑料制品注射加工系列动作的过程中所使用的技术的性能状况成为了减少生产加工过程中碳排放量排放的核心因素。近年来由于巨大耗能负荷,碳排放量日益增多,与低碳经济相关的技术是中国塑料机械企业着力解决的问题之一。随着研发投入的增加,全自动注塑机以及伺服液压注塑机已经问世,相对于传统同类型的定量泵注塑机可分别节能50%和30%,但相对的机械价格却高出了分别7~8倍和3~5倍。目前黄骅市塑料企业有110家,而且全部是私营企业,规模以中小型企业为主。绝大多数塑料企业资金实力薄弱,自主创新观念不强,高额的技术引进价格更是违背了黄骅市塑料企业管理者追求高额利润的心理,导致目前黄骅市塑料行业整体规模偏小,科技基础薄弱,产品附加值低,耗能量居高不下,低碳先进塑料技术在整个行业推广举步维艰。这样的现状不仅造成了企业耗能成本整体上升,行业经济利润难以提高,而且加剧了碳排放量过快增长,环境压力增大。
3.消费观念陈旧。消费者对塑料制品的青睐程度极高,一直被广泛购买。相对地,消费者大多对塑料产品的认识不足,大量价格低廉的非耐用和一次性塑料制品比如塑料购物袋和塑料保鲜膜,被消费者肆意购买,用完后消费者便将其随意丢弃,从而造成了塑料废弃量大幅上升。废旧塑料丢弃问题从消费中产生,自然也需要从消费中解决。黄骅市塑料产业在2009年消费后的废旧塑料废弃量为11 770吨,而总产量为22 400吨,废弃率为52.54%。而实际情况是近几年黄骅市塑料行业平均废旧塑料回收率仅为22.5%,也就是说30%的废弃塑料处于未回收状态,被丢弃在自然界中,加之化工合成塑料制品无法进行自然降解,长期留放自然环境会产生大量CO2和SO2等气体,碳排放量上升,破坏生态环境。专家预计未来五年塑料制品的废弃率仍保持高比率,回收率会在22%~25%之间波动,这表明仍将会产生大量的废旧塑料,也就是说废弃塑料整个生命周期所耗费的能源以及使用的原料都在消费过程中大量流失,对环境的破坏情形可想而知。
三、黄骅市塑料产业发展低碳经济的对策
为了顺利实现塑料产业低碳转型,提高产业经济和生态双重效益,就需要有针对性地解决这些问题。
1.使用生物塑料。黄骅市塑料产业石化塑料的高比例应用造成了大量塑料制品在降解和焚烧过程中的高碳排量,同时由于石化塑料具有不可再生性,塑料企业面临成本日益上涨,原料短缺的问题。生物塑料是在微生物作用下生成的塑料,或者是以淀粉等天然物质为基础生成的塑料,具有环保、低碳的特点,是理想的塑料原料。据专家估计,在未来几年内,中国国内生物降解塑料在一次性包装领域的需求量将达150万吨/年,无纺布领域将达60万吨/年,在农业地膜领域将达100万吨/年,在一次性日用杂品和部分医疗材料领域将达50万吨/年。由此可知,一年内总的生物塑料需求量将达到360万吨,计算可知会减少576万吨的碳排放,生态效益巨大。在人们的环保意识日益高涨和石油价格上涨的作用下,生物可降解塑料在中国市场潜力巨大。这将为黄骅市塑料产业生物塑料制品销售带来机遇,应该加快黄骅市“生物降解塑料产业化生产线”的建设,推进生物塑料工程的实现,可最大限度地减少CO2的排放,有利于黄骅市塑料产业低碳生产和低碳消费的实现。
2.建立试点基地。激发企业投入低碳技术研究的热情,应由政府管理部门制定灵活度高且详细试点择选标准,选取经营状况良好、工业总产值持续上升、经济基础较好、技术相对先进的塑料企业作为试验点,建立数个新型低碳技术试点基地,引进相关数控人才和高级技工,加大对低碳节能技术的自主研发投入。凡是建立试验点的塑料企业均有享有国家优惠政策的权利,对开发新技术成功,表现突出和低碳技术实现大范围普及和应用的企业予以资金扶持和奖励,继而激发黄骅市塑料企业从事低碳技术研究和使用的积极性,吸引更多塑料企业经营者的关注。塑料产业的相关管理部门对试验点企业进行整合,定期组织企业管理者就低碳技术的最新应用情况进行报告,并作相关发言,展开试验点间“头脑风暴”,扩大信息透明度,强化企业间的技术流通和交流,通过点与点之间的信息流动,弃其糟粕,取其精华,为低碳技术今后的研究创新和技术改进提供理论成果。
3.普及低碳理念。首先,厂家应明确塑料制品信息。企业应在商品说明和公司官方网站上详细明确生产商品的各项质量指标,并附上相关对比数据和标准、厂家联系方式,方便消费者了解所购产品的详细信息,及时进行咨询,从而减少不合格产品的购买,扼杀质量标准不合格塑料制品的销售市场。然后,企业进行市场调查,回访消费者。塑料加工企业应及时追踪本企业塑料产品市场流向,对产品销售情况进行调查,根据消费者的反馈信息,统计相关数据,及时调整产品生产结构,生产适销对路的塑料制品。最后,制定塑料产品回收标准,向消费者提供合理赔偿。鼓励消费者及时对塑料制品使用过程中产生的问题告知企业,企业依据回收标准和规定及时对确实不合格产品回收,并对利益受到侵害的消费者进行合理补偿。
参考文献:
1石家庄市地膜使用现状
石家庄为农业大市,粮、棉及油料作物的产量均居河北省前列,同时石家庄也是地膜用量大市,2011年,石家庄市地膜覆盖面积达51767hm2,使用量达3145t;2012年,石家庄市地膜覆盖面积已达52887hm2,使用量达3195t[3]。从以上数据不难看出,近几年,石家庄市农田地膜的用量持续增长,到2012年达到河北省总农田地膜用量的1/15左右。随着农田地膜的大量使用,以及石家庄市地膜耕作使用年限的增加,小于5cm的地膜残片显著增多。例如,在连作6年棉花的土壤中,小于5cm的残片占废膜总量的34%,而同样年限棉、菜轮作的土壤中,小于5cm的残片只占废膜总量的11%[4]。当前石家庄农田残膜污染现象越来越明显,正确认识农田残膜污染的影响,进而应用到石家庄农田残膜治理中,对石家庄粮食产量的增长及农业发展具有巨大的促进作用。
2地膜污染的危害
2.1残留地膜对土壤环境的危害有研究表明,土壤渗透是一种自由重力水向土壤深层移动的现象[5]。土壤中残膜碎片可以改变或切断土壤孔隙之间的连续性,导致重力水移动时产生比普通土壤孔隙大的阻力,这也就使得水分渗透量随着地膜残留量的增加而减少,致使土壤含水量下降,削弱了耕地的抗旱能力,甚至导致地下水难下渗,引起土壤次生盐碱化。再者,农田残膜可能会造成农田灌水不均匀和养分分配不均,通气性能降低,影响土壤微生物活动和正常土壤结构的形成,最终降低土壤肥力水平。此外,农用残膜对土壤物理性状也有诸多方面的影响。土壤物理性状主要是指土壤含水量、容重、密度、孔隙度等[6]。据研究[1],与没有农膜残留的土壤相比,随着农膜残留量的增加,土壤中的含水量和孔隙度将逐渐减少,土壤的容重和密度将逐渐增加。当农膜残留量为150kg/hm2时,土壤的含水量和孔隙度将分别下降1.5%和4.4%,其容重将上升0.15,密度将上升0.7g/cm3;当农膜的残留量为400kg/hm2时,土壤的含水量和孔隙度将分别下降2%和17.3%,其容重将上升0.63,密度将上升0.12g/cm3。随着农用残膜量的增加,土壤的质量将不断下降,这必然会影响农作物的生长。
2.2农田残膜对农作物的危害农田残膜对土壤造成了上述危害,必然对农作物产生相应的影响。具有残膜的土壤,作物根系的生长空间不畅通,大大减少了作物根系与土壤空间的接触面积,以致于影响到作物根系对水分和营养的吸收;再者,对作物株间施肥时,残膜会使肥料分布不均,影响肥效,导致农作物产量下降。据研究,地膜覆盖种植3年以上的耕地中,1m2耕层(25cm深)内残留78g地膜的情况已相当普遍[7]。在一些地膜污染严重的地方,lm2耕层内的地膜含量已高达20g[7]。土壤中的地膜不仅影响耕作,还可能在土壤中形成阻隔层,影响作物对水、肥的吸收及根系发育,最终导致减产。研究显示,当棉花种子播在残膜上时,棉花种子的烂种率达6.92%,烂芽率为5.17%,棉苗侧根比正常减少4.8~7.6条,2~3片真叶期棉苗死亡率为1.19%,子叶期棉苗死亡率为3.08%,现蕾期推迟3~5天,株高降低6.7~12.9cm[8]。据河北省农业环境监测站调查的结果显示:玉米地每年地膜使用量约为45kg/hm2;使用1年残留量约为26.55kg/hm2;连续使用3年,残留量为32.85kg/hm2;连续使用5年,残留量为42.45kg/hm2;连续使用8年,残留量为86.10kg/hm2,平均残留量为10.76kg/hm2,残留率为23.90%[9]。有关调查资料表明,残膜对玉米产量影响的差异达到显著水平。1hm2有187.5kg残膜的土地,玉米产量约为9420kg/hm2,比无残膜的对照田减产玉米909kg,减产率8.8%[9]。据调查,残膜对小麦产量有也有直接的影响[9],见表1。此外,农田残膜对蔬菜生长也有很大危害。有调查显示,农膜残留对茄子、白菜的地上鲜重、根鲜重、主根长度、株高等都产生相当大的影响[10]。见表2。
2.3残膜的化学污染农用塑料膜是聚乙烯化合物,在生产过程中需加40%~60%的增塑剂,即邻苯二甲酸二异丁酯,其化学性能对植物的生长发育毒性很大,特别是对蔬菜的毒性更大。邻苯二甲酸酯类是强烈的“三致”物质,因其具有较强的脂溶性,流动性大,广泛存在于自然界中。中国环境监测总站和美国EPA均将该化合物列为优先控制污染物[9]。研究表明,大多数烯烃类高聚物易被微生物分解,且耐酸碱腐蚀,在环境中残留性极强[11]。但是聚烯烃(如聚乙烯PE)类农膜经紫外线辐射或热解氧化后,可有利于中间产物的生成及发生生化降解变化。光解或热解后的产物相对分子质量可降至10000以下,其抗张强度明显降低,变脆、易碎,因而表面积增大。有些地方将残膜焚烧,会产生有害气体污染大气环境,造成二次污染,如焚烧聚氯乙烯等含氯的塑料农膜时会产会氯化氢和二恶英等剧毒气体。
2.4残膜对环境景观的影响由于回收残膜的局限性,加上处理回收残膜不彻底,方法欠妥,部分清理出的残膜被弃于田边、地头、水渠、林带中,大风刮过后,残膜被吹至田间、树梢,影响农村环境景观,造成“视觉污染”。石家庄是河北省的省会,国家历史文化名城,著名的旅游城市,更应该注意治理城市及周边环境景观。
2.5其他方面的危害残留地膜碎片会随农作物的秸杆和饲料进入农家,牛羊等家畜误食残膜碎片后,可导致肠胃功能失调,膘情下跌,严重时会引起厌食和进食困难,甚至导致死亡。近年来,各地牛、马、羊由于误食塑料残膜导致死亡的现象时有发生。总之,由于农田地膜残膜对环境和作物产量能产生相当大的危害,而且随着使用年限的积累,地膜污染会越来越严重。因此,防治地膜污染是一项十分紧迫、又有重要意义的工作。
3残膜回收存在的问题
石家庄市地膜覆盖栽培技术在农业生产中的效益是显著的,所以发展快速,但残膜回收由于经济效益差,又耗时费力,所以推广困难。就目前情况而言,尚存在农民自身问题和环境管理等方面的问题。
3.1农民方面1)目前石家庄当地农民对地膜污染的危害有了一定的认识,但注重当年效益、忽视长远效益的现象也普遍存在,所以推广人工揭膜比较困难。2)近年来石家庄市棉花播种面积扩大,覆膜面积也跟着扩大。由于棉田地膜用量在所有农用地膜中占有相当大的比例,故提高棉田残膜回收率对减少地膜污染显得尤为重要。棉花头水前揭膜劳力、时间特别紧张。石家庄地区当地农民,在揭膜期多在外地打工,没有足够的时间、精力去做揭膜这项费时的农活。因此,没有把人工揭膜列为必不可少的一道生产工序,这是生产管理、劳动安排和宣传认识上存在的问题。3)石家庄市棉花种植多为夏初种植,棉花收获完毕时间已经很晚,紧跟着就要秋翻、秋耕为来年生产打好基础,秋末的忙碌使人无暇顾及残膜的捡拾,残膜来不及人工捡拾就被翻入耕层。
3.2环境管理方面环境管理薄弱也是残膜污染的一个重要原因,薄弱环节主要是法规体系不健全。1)目前,石家庄市还没有专门的法规来约束和防止地膜污染的产生,因而在开展回收残膜的工作中,不能采取有效措施开展清理回收工作。2)中国目前尚未建立农膜环境方面的法规及农膜土壤残留标准,土壤残膜污染实际上处于放任自流状态。而日本法律明确规定,不论使用何种农膜,农作物收割后都不允许有农膜存在,否则将被罚款;同时,日本也积极开展回收业务,使残膜得以再生和再利用。中国应加强在地膜回收方面的管理。残膜清除率低的原因,除农膜质量、农民自身和环境管理的因素外,还有一些其他原因。例如:由于残膜回收价格太低,调动不起农民的积极性,人们只注意清理大张的残膜,而忽视了小块的残膜,只捡地表的,而不翻挖土里的;另外,清膜方式主要采用清除率低的人工方法,而未应用先进的机械设备。
4地膜污染防治对策
为了防治残留农膜污染,应从政策和技术2个方面做出努力。国家应加强立法,保护农田不受污染,同时对于回收残膜在政策上给予鼓励和奖励;在技术方面,开发研究优质农膜,推广易降解农膜;通过加强环保宣传教育和开发推广合理的农艺措施,相对减少农膜使用量,注重残膜的回收利用等。石家庄市政府应加大执法力度,做到有法必依,违法必究,执法必严,同时配合国家政策,做好地方宣传工作。防治地膜污染应遵循“以宣传教育为先导,以强化管理为核心,以回收利用为主要手段,以替代产品为补充措施”的原则,积极防治残膜污染,主要通过清理和回收利用来减少污染,同时依靠有利于回收利用的经济政策提高回收利用率。
4.1加强环保宣传教育防治地膜污染可以说是一个系统工程,需要各部门、各行业和广大农民群众的共同努力、支持和参与。要大力开展宣传教育,提高各级领导和农民群众对地膜污染危害的长远性、严重性、恢复困难性的认识,提高回收地膜的自觉性。
4.2建立、健全有关法律、法规,把治理残膜污染纳入法制轨道建议制定地膜残留量标准,结合石家庄当地农业发展情况,制定必要的农田地膜残留量标准和地膜残留量超标收费标准,使农田地膜污染早日纳入法制管理轨道。
4.3加快制定有关回收残膜的经济政策结合石家庄经济状况,制定一些优惠政策,鼓励回收、加工、利用废旧地膜企业的发展,调动他们的积极性。为了既不增加政府负担,又能体现“谁污染、谁治理”的原则,可要求石家庄各地膜销售部门和地膜消费者自行回收利用,不能自行回收利用的企业或个人要交纳回收处理费,用于对回收利用企业或个人的补偿。
4.4大力推广适期揭膜技术所谓适期揭膜技术是指把作物收获后揭膜改变为收获前揭膜,筛选作物的最佳揭膜期[5]。具体的揭膜时间最好选定为雨后初晴或早晨土壤湿润时揭膜。根据石家庄市人力现状和天气情况,选择适宜的时机揭膜。适期揭膜技术不但能提高地膜回收率,节省回收地膜用工,而且还能使作物增产。因此,在石家庄市要大力推广适期揭膜技术,以促进农业生产的发展。
4.5采取人工和机械回收相结合的措施,加大残留地膜回收力度中国用机械回收残膜有3种方法:一是在作物苗期、灌头水前揭膜;二是在作物收获后、耕地前回收地表残膜;三是在播种前回收地表残膜[12]。在石家庄大力推广冬灌春播前清理残膜,确定“净土日”或“净土周”,动员广大农民、城镇机关,做到要开犁的地块如没有进行揭膜不准开犁,开犁整好的地块没有进行农户捡拾残膜的就不允许开播。同时,将农业环境保护工作列入石家庄乡村领导责任制。根据有关经验,乡村做到农田、林带、渠道路、房前屋后废旧地膜回收率达到90%,地膜残留保持在7.5kg/hm2以下,是比较理想的[13]。在石家庄市施行农田揭膜,除头水前揭膜措施外,还可组织人力和劳力采用手工或耙子回收残留地膜,在翻地、平整土地、播种前及收获后可采用地膜回收机回收也能收到较好的效果。辽宁省农机化研究所研制的ISQ-20型地膜消除机及新疆麦盖提县研制的环形滚动钉齿式残膜清除机,推广使用效果很好。
4.6选用耐老化、耐破裂、高强度的地膜以便于回收目前,石家庄市使用的农用地膜都为超薄膜,厚度多为0.007cm,易破碎,难回收。而国外及内地一些省市使用的地膜都较厚,有些省市使用的地膜厚度为0.015cm,不易破碎,因而易回收。建议适当增加地膜厚度,以增强地膜韧性,利于残膜的回收。
4.7研究开发新材料,寻找农膜替代品实践证明,研制出易降解、无污染的新材料地膜才能根除地膜污染。目前使用的地膜多为聚乙烯农膜,化学性质稳定,不易分解和降解,因而造成土壤环境的污染。应鼓励开发无污染、可降解的生物地膜,替代聚乙烯农膜,如光解膜、生物降解膜和双解膜等。光解膜是指在太阳紫外线的作用下,经过一段时间后裂解成碎片,从而消除污染。生物降解膜是利用土壤微生物在新陈代谢过程中产生的生物物理和化学作用来降解的一类薄膜。双解膜是指先经过光降解过程裂解成碎片,然后再由微生物进一步降解。新材料包括中国科学院长春应用化学研究所研制的可光解地膜、兰州化学研究所研制的可溶解地膜,以及北京塑料研究所研制的非淀粉可控光-生物降解塑料薄膜。目前,生物农膜因强度不够或成本较高而难以推广,应进一步改进和优化生物农膜的性能,逐步降低成本,便于推广和应用。由安徽大学高分子材料研究所等研发的高新技术产品———可降解、可除草地膜的问世能很好地解决这一问题,这种新型地膜具有双降解特性及药效缓释功能,在整个降解过程中不会破坏土壤的质量,且能避免使用普通地膜带来的“白色污染”。
4.8优化耕作制度在石家庄市进一步加强倒茬轮作制度,通过粮棉、菜棉轮作倒茬,减少地膜单位面积平均覆盖率,进而减轻残膜污染危害。
5结语