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【关键词】绿色 生态包装 现代包装
在现代人们的生活过程中,由各种各样包装造成的社会资源浪费和生活环境污染问题越来越突出,而越来越多人们对生活环境的重视程度不断提高,人们的环境保护意识不断增强,从而推动了绿色生态包装材料在现代包装设计中的应用,充分凸显了绿色生态包装材料的重要性[1]。
1 绿色包装材料的种类
1.1 高性能的包装材料
所谓高性能的包装材料主要是在包装设计的过程中,采用新型的纸质材料代替全金属包装材料,有效降低包装的成本,最大限度减少各类包装废弃物对生活环境的污染。
1.2 可二次利用的包装材料
这里提及的可二次利用的包装材料,主要起源于国外。其中较为典型的就是瑞典等国家采用PET材质的饮料瓶,这种瓶子能够重复使用,有效减少包装材料造成的资源浪费现象。
1.3 可食性包装材料
可食性包装材料具有能够供人们食用的特点。在现代包装材料的应用过程中,可食性包装材料主要包括了淀粉、蛋白质、植物纤维和其他天然物质等。目前,可食性包装材料主要应用于食品和药品等包装中[2]。
1.4 可降解包装材料
可降解包装材料主要是指包装材料经过一段较长的时间和处于特定环境下,所导致包装材料的化学结构发生化学性变化的塑料。其中具体表现为可降解材料在结束自身的使用寿命之后,当受到阳光紫外光的作用和土壤中水分的影响,能够在一定的环境中发生分裂和可降解的现象,最终以无污染的形态进入到生活环境中。目前,在包装材料应用中,可降解塑料材料主要分为合成光降解塑料、添加光敏剂的光降解塑料、生物降解塑料以及多种降解塑料等综合在一起的多功能可降解材料。除此之外,还可以根据可降解材料所处环境发生变化而分为光降解塑料、生物降解塑料、完全或者部分生物降解塑料等等[3]。
1.5 利用自然资源开发天然包装材料
所谓天然包装材料主要是指自然环境中自然生成的天然生物材料。目前应用较多的天然包装材料包括竹子、木材、麻类、柳条、芦苇等,这些包装材料主要来源于自然环境中,能够在受到自然环境中的水、光照等条件下分解掉。这种包装材料不仅不会对生态环境造成污染,而且还会有效降低包装材料的生产成本。
2 在现代包装设计中应用绿色生态包装材料的作用
绿色包装的内涵主要是指保护生态环境、节约资源成本,从源头上减少各类包装材料产生的包装废弃物。在我国长久的发展过程中,在选择物品包装材料的过程中,大部分是取材于自然中,如:竹子、草木、芦苇等。这些纯天然的包装材料不仅具有一定的天然美感,而且还具有保护生态环境,减少资源浪费的作用,顺应了生态环境的发展规律。
2.1 包装设计的市场需要
在现代人们综合素质提升,对生态环境保护的意识不断增强的背景下,现代消费者对绿色生态环保的包装设计越来越重视。其中,通过相关数据了解:80%的美国人和70%的英国人等在购买物品的过程中会思考这个物品包装的生态标准。在现代包装设计中,应该充分尊重消费者的心理情况,尽量在包装设计和制造中减少破坏生态环境的成分,这也是现代包装中必须重视的一个问题。其中,造成这种现象的主要原因就是对生态环境的关注催生了新一代的绿色消费者,这些新的消费群体都会对物品将会对环境产生的影响进行思考。因此,在现代包装设计中应用绿色生态包装材料符合现代包装设计的市场需要。
2.2 推动现代包装设计创新
为了更好的在现代包装设计中应用绿色生态包装材料,便需要从原材料的选择入手,充分利用现代科学技术,开发一些可降解、可食用、可重复使用的包装材料。同时,在制作包装材料的过程中,还应该坚持节约材料的原则,坚持在满足包装材料基本要求的基础上,减少包装材料的使用量,从而避免现代包装材料造成浪费资源的现象。除此之外,在包装制作的过程中,还需要注意包装材料的辅助材料的有害性,尽量避免在包装材料制作过程中添加一些如铅、汞等有毒物质,最大限度降低包装材料对生态环境的污染。
中国端午节吃的粽子,其使用的便是粽叶。这种粽叶主要生长在一些较高的山岭中,根系发达,具有较强的生命力。这种植被不仅能够起到保护生态植被的作用,而且又是一种取之不尽的自然材料,所以被称之为山岭的绿色银行。这种粽叶无毒,而且不会对大自然造成污染。因此,在粽子的包裹过程中应用这种粽叶,不仅能够减少对大自然的污染,而且不会对人体造成伤害。同时,这种粽叶生长速度快,成本低廉,是一种较好的无污染一次性食用包装材料。还有一些人们,将这种粽叶作为餐桌上的食品包装,既美观,又环保节约,推动了现代包装设计的创新。
2.3 资源和环境保护的需要
在现代商品的生产过程中,包装是一种必不可少的组成成分,主要应用在各类商品的开发和制作中。物品包装虽然能够给人们带来短暂的方便,但是也造成了大量资源浪费和环境污染的问题。
在现代包装设计中应用绿色生态包装材料能够减少资源浪费,对环境起到保护的作用,其主要原因是绿色生态包装材料具有回收和再利用的功能[4]。通过相关数据了解到,大部分人们在使用完物品包装之后便选择丢弃,从而导致食品包装成为污染环境的垃圾。从这个问题能够看出物品包装材料的回收和再利用工作具有非常重要的作用。如果所使用的包装材料全部是易降解和生态环保的,能够被回收再利用,直接分解,就能够将对生态环境造成的影响降到最低。例如,上图是使用竹子为主要原材料的包装物品。这些包装物品在设计的过程中,从原材料的选择方面开始都凸显了生态绿色理念。竹子高大,生长速度较快,分布范围较广。因此,在现代包装设计中,竹子作为包装材料的一种类型,能够被广泛的应用。其中,在竹子的生产加工过程中,主要是根据竹子的特性进行加工制作,并不需要添加过多的辅助材料。同时,采用竹子制作的包装,在结束使用寿命之后,放置于特定的环境中很容易被降解,并不会对生态环境造成较大的影响。一般情况下,包装材料设计师在包装设计的阶段,便会结合竹子自身的本质特性,充分发挥其作为包装材料的循环再利用的作用,从而达到一物多用的目的。
结语
综上所述,在现代包装设计中应用绿色生态包装材料具有非常重要的作用。其不仅能够倡导绿色生态观念,提升现代人们的生活质量,保护人们的身体健康,而且能够促进生态环境朝着可持续的方向发展。因此,在现代包装设计中应用绿色生态包装材料是值得大力宣传和推广的。
参考文献
[1]石岩.原生态包装在现代包装设计中的开发与应用[J].包装工程,2011(10):5-7.
[2]万长林.儒家生态理念在现代包装设计中的体现[J].设计艺术研究,2011(6):9-11.
记者:通常说到解决污染问题,人们想到最多的是工业污染,禁止工业污水倾倒等等,您提出来的解决污染问题却是从生活污染角度出发的。您能给我们谈谈您提出这一方案的背景和出发点吗?
李壮:曾经有文献做过这样的调查报道,“从1852年英国诞生第一座冲水公厕开始,水冲厕所逐渐在世界范围内普及。水冲式厕所对改善人类的生活环境,防止粪源性疾病的流行起到了重要作用。但水冲式厕所也是污染环境的一个主要根源。据统计,每人每天大约上厕所6~8次,一年大约2500次。成年人每人每年平均产生粪尿约550l,其中粪便约50l尿约500l,COD约30kg粪尿中所含的养份以氮、磷、钾为主。含氮4.5kg磷0.8kg钾1.8kg这些养份80%以上存在于尿中水冲式厕所每次需用6-13自来水冲洗,即用99%的清洁水冲洗1%的粪便,产生100%的生活污水。据测算,冲厕用水约占生活用水量的20%全国城镇人口每年冲厕用水不低于50亿吨相当于25座中型城市的年供水量。生活污水中人体粪便是地表水富营养化的主要原因。据中国科学院地理与湖泊研究所的调查和研究认为:太湖流域各种途径对太湖水体磷的贡献率依次为:人体(粪便)排磷43 57%,洗衣排磷16.1%,畜禽排磷12.51%,农业(化肥流失)排磷11.89%,工业(污染)排磷7.41%,水产养殖排磷5.30%,其它排磷3.22%。在江河湖海中有70%的氮也来源于生活污水。”
根据2008年度的环境统计年报报道的数据,当年全国的废水排放总量为571.7亿吨,其中工业废水排放量占废水排放总量的42.3%,生活污水排放量占废水排放总量的比例高达57.7%。全国废水中化学需氧量排放量为1320.7万吨,其中生活污水化学需氧量排放量占化学需氧量占排放总量的65.4%;全国废水中氨氮排放量127.0万吨,生活污水氨氮占到氨氮排放总量的76.6%。
据统计,当年全国共有1692座城市污水处理厂,全年共处理废水237.3亿吨。其中,生活污水202.9亿吨,占到总处理水量的85.5%,其中仅城镇生活污水处理率就达到57.4%。我国的辽河、海河、淮河、长江、黄河、松花江和珠江七大流域的污水治理设施的年运行费用在351.6亿元,城市生活污水处理率为57.0%。
在国家的“十二五”环境保护规划中,主要着力削减化学需氧量和氨氮排放量,规划将化学需氧量排放总量由2010年的2551.7(万吨)降低到2015年的2347.6(万吨);氨氮排放总量由2010年的264.4(万吨)降低到2015年的238(万吨)。为了实现这一目标,国家还启动了建国以来投资最大的水污染治理科技项目,总经费概算三百多亿元的水体污染控制与治理科技重大专项(水专项)。
从以上数据我们可以得知,一方面,人类粪便处理造成了大量宝贵的水资源的浪费,污染了环境,人们不得不投入大量的资金建设污水收集与处理系统;另一方面,巨量化肥的使用不仅降低了土壤质量,而且进一步污染了地下水及河流。我们很早就意识到:如果能将粪便单独收集、集中处理就可以变废为宝,从源头上解决粪便污染,大大降低生活污水中的化学需氧量和氨氮排放量。而且,从现有技术发展来讲,具有实施的可能性。进一步延伸,还有可能同时解决餐厨垃圾对环境的污染。
但是,由于冲水马桶在世界各个城市及富裕地区的普及,城市居民打开水龙头就能得到自来水,如厕之后一按按钮马桶就会出水,将排泄物冲走;很少有人关心这些自来水是从哪里来的,以及那些排泄物进入下水道之后去了哪里。要改变人们的“方便”系统,非常困难。然而,来自互联网的一则消息为解决“将粪便单独收集、集中处理、变废为宝,从源头上解决粪便污染”,这一难题找到了突破口。
记者:您所讲的突破口是什么?
李壮:2011年11月15日,云南省盈江县委副书记在微博上发帖称盈江地震灾区盏西镇中心寄宿制小学是一所山区小学,共有师生1000多人,全校却只有男女各七个蹲位的小厕所。每到早操结束或课间休息时,厕所都非常拥挤,要排长长的“方便队”。该小学一老师说,“……大部分学生都去这个厕所方便,课间休息15分钟,一直都很挤,学生们需要排队如厕。确实有个别学生靠每天少喝水来减少去排队。”“老师们采取了调剂措施,学生上课后,老师讲完课程或者抽空去上厕所……”该县委副书记呼吁:“孩子们希望能有一个大厕所,希望有能力的人们能帮助解决这个难题!”
因为我的童年时代是在陕北度过的,曾经在农村城镇的学校就读,所以对微博上的这条消息感同身受。目前我国许多农村城镇学校仍然以使用旱厕为主,卫生条件差,夏天蚊蛆四串,苍蝇乱飞,臭气熏天,即便如此,相当多的农村城镇学校仍然由于蹲位少,存在如厕困难的问题。
我们本着因地制宜、就地取材的原则,提出了简洁而有效地“零污染、零感染、零废弃物排放,变废为宝”解决方案。
尽管目前的方案比较实用,还可以解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。但还比较简陋。然而,对于没有水冲厕所,甚至旱厕也不够的农村城镇来说具有必要性和可行性。并可以在使用过程中进一步发现问题、解决问题,为全面推广提供经验教训。成为“由农村包围城市”,向全人类推广“零污染、零感染、零废弃物排放,变废为宝”如厕方式的突破口。
记者:您是研究应用化学和电分析化学专业的,不仅是电分析国家重点实验室的研究员.博士生导师,而且还曾在德国著名的Jena分子生物技术研究所分子细胞和电子显微学实验室担任客座科学家。是什么力量促使您关注到“如厕”这一看似不起眼的问题的?
李壮:这些年来,我主要从事DNA与蛋白质相互作用、扫描探针显微学及纳米化学领域的研究工作,曾经提出了利用原子力显微镜制作基础因组DNA高分辨物理图的概念,改进和发展了DNA、单链DNA及DNA/限制性内切酶EcoRI在DNA质粒pBR 322上酶切点和星号活力高分辨物理图,成功获得了人类基因组130kb-190kb BAC DNA克隆分子展开形貌图,为发展快速、精
确、简便的用于解决大规模DNA测序中排序与组装困难的高分辨物理图提供了可能。近年又负责973项目“纳米材料与纳米技术在水污染物检测与治理中的应用基础研究“课题“基于纳米材料与纳米技术发展高效、快速、智能检测表征系统的新原理、新方法”作为一名科学家,研究工作不能局限在书斋和实验室,应该放眼到外界更广阔的天地里。
我们从事科学研究目的是为人类提供更好的生活、生存环境,解决国家、人民切身相关的实际问题。我童年时期在陕北的生活经历给我留下了非常深刻的印象,所以我了解农村城镇学校、家庭如厕难这一实际问题。有人曾经说过,人不吃饭可以坚持生存一个月,不喝水能够维持生存一个星期。但是,人不大小便能够坚持多长时间?如厕问题看上去简单,实际上是人类最基本、最重要的生命活动内容之一。目前水冲厕所虽然方便,但后果是浪费了资源,污染了环境。人们不得不花大力气治理。
记者:您能给我们具体介绍一下您所研究的解决污染源头.改善如厕环境的方案以及这一方案的特点吗?
李壮:要在农村城镇学校推广必须考虑经济性和实用性,我所提的方案特点是“零污染、零感染、零废弃物排放变废为宝”,而且简便易行。
具体到方案本身,因为关系到如厕问题,其实本方案可以按照大便和小便的步骤来区别划分。1.小便:步骤:A.将饮料瓶用剪刀剪成塑料杯作为支撑物。B.将一次性不透明可降解塑料袋放入塑料杯,可降解塑料袋袋口粘有封口胶带或扎口丝。C.将小便便入可降解塑料袋后,用粘在袋口的封口胶带或扎口丝将装有尿液的塑料袋密封。D.将密封的装有尿液的塑料袋从支撑的塑料杯中取出,放到指定的地方集中处理。E.将支撑的塑料杯归还或放到指定位置以便重复使用。如果希望能够进一步降低费用,用口径较大的带盖的饮料瓶也可以。小便后,将瓶中尿液倒入指定的尿液收集桶,空瓶盖盖后可重复使用。(当然,为了避免交叉感染,最好每个人用自己的尿瓶)。而且经过适当的练习这一方法也可适用于女性。
2.大便:步骤:A.将塑料便盆(淘宝价格5元/个)作为支撑物。B.将一次性不透明可降解塑料袋放入塑料便盆,可降解塑料袋袋口粘有封口胶带或扎口丝。C.将大便便入可降解塑料袋后,用粘在袋口的封口胶带或扎口丝将装有大便及手纸的塑料袋密封。D.将密封的装有大便及手纸的塑料袋从支撑的塑料便盆中取出,放到指定的地方集中处理。E.将塑料便盆归还或放到指定位置以便重复使用。
3.使用场所:本方案无需构建特殊建筑,只要能将男女分开,各自拥有隐秘空间即可。甚至下课后可以在教室或礼堂用布或不透明塑料布拉成隔离空间,分别供男女当厕所用,大小便后将密封在塑料袋中的大小便放到指定的地方,将布或不透明塑料布撤离之后,教室或礼堂即又可正常使用。此外还可采用更简单的办法:下课后将教室分为男教室和女教室,在规定的时间内分别用作男厕所和女厕所,规定的时间结束后恢复原教室。其实在任何地方拉个帘子形成隐秘空间,都可以方便,将帘子撤掉又可还原原来空间,但是如果有条件还是建议建造专门使用地方。
4.集中处理:A.在大小便的场所或指定其他地方放至少带有两个容器的车(或手推车)用于分别收集小便和大便,容器中放大的较结实的塑料袋,当快收集满时,将袋口密封进一步保证没有臭气泄露。B.将密封的塑料袋中的大小便运到指定的地方堆肥还田,或制造有机化肥,制造沼气或制备生物燃料。小便还可以卖给生物公司提取尿激酶等。
由于本方案采取将大小便密封在一次性不透明可降解塑料袋中,解决了臭味问题,也解决了蚊蛆苍蝇寄生虫及交叉感染问题。但要求教育使用者必须习惯将塑料袋口封闭,严格管理。
原则上本方案可用于解决任何多人同时如厕、可以解决没有卫生间的家庭在室内大小便的问题。由此扩展,原则上本方案可以解决人类的如厕问题。当然,在技术和加工制造及管理方面需要根据实际情况相应地改进和发展。要全面推广,必须进一步研究和发展完善更方便的全自动技术。
记者:您认为您的研究方案还有哪些需要改进和注意的地方?
【关键字】生物降解;高分子;材料
随着经济的不断发展,人们生活水平的不断提高,大量的高分子材料在各个领域发挥重要作用,而废弃的高分子材料对环境的污染也日益严重。废弃塑料的处理方法主要分为掩埋和焚烧,这两种方法都会产生新的污染物污染环境。针对这一问题,许多国家实行了3R工程,3R指的是减少使用(Reduction)、重复使用(Reuse)、循环回收(Recycle)。但这只是减少了废弃塑料的使用,没有从根本上解决问题。如今,各种存在的处理废弃塑料的方法都会造成污染,因此研究与开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要方法。
1生物可降解高分子材料的用途
生物可降解高分子材料也被称为“绿色生态高分子材料”,它在环境日益污染的今天发挥着重要的作用,主要分为以下几个部分。
1.1解决环境污染问题
利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解决环境污染问题。据统计,目前世界的高分子材料的产量已经超过1.2亿吨,这些高分子材料在被使用后产生了大量废弃物,这些废弃物变成污染源,造成地下水与土壤的严重污染,进一步危害动植物的生长,对人类更是极其不利。20世纪90年代初期,在可以用来处理固体废物垃圾填埋的场地用完以后,一些发达国家开始向落后国家出口垃圾,这一行为对发展中国家的影响是巨大的。一系列环境危机引发了人类的觉醒,发展可降解的环境友好型的材料成了科学家们的主要研究的方向,生物可降解高分子材料的出现为人类解决了这一难题,它能在一定条件下,利用微生物分泌酶的作用进行分解,大大减少了对环境的污染。
1.2生物可降解高分子在医疗器材中的使用
利用生物可降解高分子的特性可以制作生物医用材料。使用可降解高分子制作成的药物可以在人体内分解,参与人体的新陈代谢。在生物可降解分子研究的初期,研究内容主要集中于部分降解的可崩溃型高分子材料的研究,但现在这一研究已经逐渐被否定。目前许多国家仍然在不断研究与发展生物可降解性的高分子材料,然而由于技术水平与成本的制约,生物可降解高分子的研究还没有达到令人满意的程度。
1.3生物可降解高分子材料在包装行业中的应用
众所周知,包装行业中使用高分子材料的情况非常多,大量的废弃包装材料对环境的污染程度是可想而知的。目前市面上各种包装材料主要以聚乳酸为首。聚乳酸具有良好的隔水性和透明性。作为基本材料的乳酸是人体可接受的固有物质之一,这使得聚乳酸对人体无毒无害,被广大消费者接受。而传统的包装材料由合成树脂构成,由于传统树脂的分解性不强,废弃的包装材料造成了40%的城市垃圾,成为最主要的环境污染源。
2生物可降解高分子的降解机理
生物降解指微生物的分解作用,在高分子领域指的是高分子材料在溶剂化,简单水解和酶反应等条件下,转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。高分子材料的生物降解主要由水合作用,强度损失,物质整体化丧失和质量损失4个阶段组成。水合作用是指由范德华力氢键所维系的二次、三次结构的破裂而引发的水合作用。接下来在化学作用或酶的催化作用下,高分子主链可能破裂,造成高分子材料的强度降低。而高分子主链、交联剂、外悬基团的开裂会进一步造成交联高分子材料强度的降低,高分子链进一步断裂。高分子链的不断断裂造成质量损失和相对分子质量的降低,相对分子质量低到一定程度后就会被酶分解代谢称为水和二氧化碳等。由此可见,生物的降解过程并非是单一的化学反应,而是复杂的生物物理,生物化学的协同作用,是物理化学生物相互影响促进的过程。
3影响生物可降解高分子降解性的因素
3.1生物高分子的分子主链的影响
四大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯都具有C―C键为主键的结构,使得它们对微生物的阻抗性很高,而根据研究表明,当聚合物的主链上含有C-O,C-N键时,聚合物对生物降解的敏感性大大提高。因此,根据共聚原理,想要制备出生物降解塑料就必须要在聚合物中引入易于生物降解的化学键。
3.2支化与分子量对生物高分子降解的影响
国外研究表明,对分子量范围为170~620的线性与支链型碳氢聚合物的生物降解性进行分析比较,结果表明支链型聚合物的真菌生长速度与线性聚合物相比明显小得多,也就是说线性的碳氢聚合物更易于降解。同时分子量的大小对高分子材料的影响也是巨大的,例如PS、PE、聚丁二烯和聚异丁烯只有在分子量小于特定值后才能够被菌种所分解。
3.3降解环境对生物高分子降解的影响
虽然材料结构是决定生物大分子降解的主要因素,但是环境对生物大分子材料的降解也有一定的影响作用。降解环境主要指降解过程中的水,温度,酸碱度和氧浓度等。水是微生物生长与代谢的基本条件,只有水的供应量足够,微生物才可以进行分解材料。而温度对微生物也有影响,每一种微生物都有适合其生长的最佳温度与酸碱度,一般来说真菌生长在酸性条件下,而细菌在碱性条件下的生长更加迅速,想要提高降解效率,就必须要保证微生物的正常生长,为微生物提供合适的温度,酸碱度等生长环境。
4生物可降解高分子的前景展望
由于我国生物高分子技术的研究并不成熟,国内的生物可降解高分子的开发与应用还存在一些问题。比如:产品价格过高,产品的性能和用途受到限制,产品生产技术不够成熟等。尽管高分子市场存在许多不足,随着人们环保意识的增强和我国环保法规的不断完善,生物可降解高分子的市场仍在迅速增长。塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域生物可降解高分子材料的研究将会得到更好的发展。目前针对如何解决市场出现的问题,研究者正在不断努力,降低开发生产成本,对现有的可降解高分子进行性能改进,以获取更高质量的高分子材料。研究开发低成本,高性能,具有降解时控性,高效性和彻底性的生物高分子材料成为高分子领域的主要研究方向。
【参考文献】
[1]王身国.生物降解高分子――一类重要的生物材料 1.脂肪族聚酯的本体改性[J].高分子通报,2011,(10):1-14.
关键词:淀粉降解农膜力学性能
我国是一个农业大国,塑料地膜的消费量居世界第一位。由于农用地膜能有效控制土壤温度和湿度、防止杂草生长、减少水分和营养物流失,从而为作物生长创造有利的生态环境,使农作物的产量提高20~50,极大地促进了农业的发展,创造巨大的经济和社会效益。地膜覆盖技术在给农业增产增收带来巨大经济效益的同时,也给土地严重污染。传统的农用地膜的主要成分是聚乙烯、聚氯乙烯等合成高分子材料,废弃的农用地膜降解极为困难,越积越多的塑料碎片在土壤中形成阻隔层,降低土壤的透气性,劣化土壤,造成严重的白色污染。淀粉是一种可再生和可完全生物降解的高分子聚合物,在地球上储量丰富。将淀粉进行疏水改性后,与合成高分子材料直接共混生产出部分降解的塑料原料。
本研究采用改性淀粉与低密度聚乙烯共混直接挤出吹塑成膜,工艺简单,成本低,同时农用地膜的力学性能和降解性满足使用要求。
1.实验部分
1.1材料
低密度聚乙烯(LDPE),广东茂名石化乙烯工业公司;
可降解淀粉母料:市场购买。
1.2仪器与设备
SJ-65-1500型吹膜机及其控制箱,空气压缩机,福建省泉州市新泰机械有限公司。
ZL-300A摆锤式抗张力实验机,长春市实验机厂
厚度测试议,长春市实验机厂
UV-2100型分光光度计,上海尤尼柯仪器有限公司;
1.3实验方法
将保存在干燥、通风处的可降解母料和PE按纯PE、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60的比例称取充分混合,经过SJ-45-600型挤出吹塑设备,设定成型温度依次为170℃、160℃、150℃、140℃、130℃,主机转速为160r/min、控制吹胀比和牵伸比,制备厚度在0.2-0.3mm的乳白色薄膜。
薄膜抗张强度和断裂伸长率采用ZL-300A摆锤式抗张力实验机测试。薄膜的透光率UV-2100型分光光度计测定;降解性实验通过扫描电镜观察微生物在薄膜上的生长情况和半年农膜的失重率。
2.结果与讨论
2.1力学性能分析
按照实验步骤将所准备的膜在测试仪上测定,并根据国家检验标准,分横向和纵向分别进行测量。结果如下图所示。
从图1从可以看出:所有不同加量的淀粉-PE膜的抗张拉力(横向)都大于1.80N,比中华人民共和国GB13022号检验标准(≥1.60N)还要好。淀粉-PE膜的横向抗张强度基本上都在4.500-6.500Mpa之间,当淀粉含量为25时表现出最大值,达到6.823Mpa;最小值出现在淀粉含量为50时,也达到了4.547Mpa。所以可知,当淀粉含量从0-55变化时,所吹制的膜具有较好的抗张强度(横向),而且变化也比较均匀,基本上保持在一条水平线上,与纯PE膜基本一致。
通过表3及图2可以看出当淀粉含量从0-55变化时,单从抗张拉力(纵向)来看,其值也都在国家标准规定范围之内(GB13022)。抗张强度的变化幅度的6.500-13.000Mpa不等。其中最大值达到了12.916Mpa(淀粉含量为20时),最小值也能达到6.612Mpa(淀粉含量为30时)。可以看出,所吹制的膜的纵向的抗张强度也表现良好,但是相比横向而言,它的变化幅度较大,不是很均匀。总体上来看,仍然和纯PE膜的表现基本一致。
2.2透光率的测量
按照实验方法将所制的膜在UV-2100型分光光度计上进行测量,测得的结果如下所示:
本实验采用UV-2100型分光光度计测定薄膜的透光率,由于每次取样的厚度不可能都一样,而且,薄膜的厚度是影响其透光率的因素之一。所以本实验先将各样测其厚度和透光率,再以5的淀粉含量的淀粉-PE膜为标准,其它的以此进行换算后得到。
图3可以清楚地看出:当淀粉含量从0-55变化时,淀粉-PE膜的透光率逐渐降低。当淀粉含量为5时,透光率达到96,和纯PE膜的透光率基本一致。然而当淀粉含量为55时,透光率只有9.96,其透光效果已经很不好,这与淀粉的性质是有关的。
2.3淀粉薄膜的降解性能测试
农用淀粉薄膜样品经过半年的野外自然降解实验,样品薄膜取出清洗干净并烘干到两次称量没有重量的减少,测量降解后的重量并计算失重率,测定样品降解前后的力学性能和微观形貌。由图4及图5对比可知,降解前共混薄膜中淀粉颗粒清晰,经过半年的使用,淀粉颗粒与聚乙烯界面变得模糊,薄膜的表面生长了许多细菌和霉菌。经过半年的野外降解实验,失重率测试结果如图6所示。由图可知,未添加淀粉母料的聚乙烯的薄膜不降解,在低含量淀粉母料的降解性也较差,随淀粉母料含量的增加,共混物膜的降解性明显增加。
3.结论
通过实验,当淀粉含量从0-55变化时,均能吹出外观上较光滑呈乳白色的膜。当淀粉含量在25-30时,各种性能基本能和纯PE膜的性能一致,能够用作农用地膜用。随淀粉含量的增加,薄膜的力学性能有所降低。当可降解淀粉-PE膜中淀粉含量超过55时,膜的横向的抗张强度已经很差。扫描电镜分析表明淀粉薄膜整体易于受到微生物的侵袭,能在规定的时间降解。
参考文献
[1]Tokiwa,Yutaka;Iwamoto,Akira;Koyama,Masatoshi,Developmentofbiodegradableplasticscontainingpolycaprolactoneand/orstarch,PolymericMaterialsScienceandEngineering,1990(63):p742-746
[2]vanSoest,JeroenJ.G.;Vliegenthart,JohannesF.G.,Crystallinityinstarchplastics:consequencesformaterialproperties,TrendsinBiotechnology,1997,15(6):208-213
[3]吴春华,安鑫南,刘应隆.可生物降解的耐水性塑料薄膜的研制,南京林业大学学报,20__,26(2):49~51
关键词: 农村;环境恶化;原因;对策
近年来,随着工农业生产的发展,一些乡镇企业的兴起、乱用农药等,使农村生态环境恶化日趋严重。
1造成生态环境破坏的主要人为因素
1.1乡镇企业污染蔓延,资源浪费惊人
为了搞活农村经济,提高人民的经济收入,脱贫致富,各地不顾环境和经济效益,盲目地办起各式各样的企业,由于这些企业工艺陈旧、设备简陋、技术落后、耗能高、排放的污水不能处理,这样导致有些地方仅有的水源遭受严重的污染,发生人畜、农业用水危机,农业产量连年下降,影响人民的正常生活。
1.2农药对农村生态环境的影响
综合治理措施不齐全,各种病虫害连年发生,给农业生产造成严重的损失。为了保收,施用农药是当前防治的主要措施,但是由于不科学地施用农药,致使农产品受到严重的污染,食用后,引起许多疾病的发生。同时,过量的施用农药,也造成环境污染。
1.3耕地面积减少
土地是财富之母,但由于大办厂矿企业和农村打庄占地,使仅有的耕地面积不断缩小,单位耕地上承载的人口不断增加,土地和人口之间的矛盾不断加剧。
1.4土壤肥力下降
造成土壤肥力下降的原因包括水土流失、粗放耕作、农田污染、有机质不能还田、不正确的土壤耕作等。从农业生态系统的物质循环的角度来看,农业系统产出的产品输送到各地消费加工,土壤的营养元素以产量的形式输送到农业系统之外,另一方面由于农村“三料”不足,大部分秸秆作为燃料烧掉,从而使得秸秆不能还田,土壤有机质严重缺乏。由于对土地进行掠夺经营,有机循环中断,地力下降,只得靠人造肥料补充。但是由于投入有限,导致农业生产后劲不足,生产水平下降,缺肥是农业生态系统的突出问题。
1.5废弃的塑料制品污染严重
塑料工业给人们带来巨大的方便和好处,但大量废弃的塑料制品在自然界极难降解,造成白色污染日益严重。目前废弃塑料的回收利用率很低,又造成资源的巨大浪费。
1.6施肥方法不合理、不科学
由于不科学的使用化肥,导致施肥量虽然增加,而产量却不增加,甚至出现减产的现象,降低了土地的生产力,同时造成肥料严重浪费。
2保护农村生态环境的政策
2.1控制污染源
对于污染农业用水的污染源,要进行严格控制。提高厂矿企业的生产技术,改变工艺流程提高效益,减少污染物的排放,对污液采用一定技术处理。对于经济效益不高,大面积造成污染农业,应采取措施停办。总之,要采取各方面措施,保证农业用水安全。
2.2推行有利于环镜保护的能源政策,解决燃料问题
我省大部分地区“三料”不足,直接影响农业的发展和人民的生活水平。要解决这一问题,就要制定可行的能源政策,把当前和长远目标结合起来,统筹安排。推广节柴灶,发展生态农业,开发生物能源。要种植适应当地环境的树木,解决能源问题,改善生态环境,促进农业生态良性循环,实现秸秆还田,提高土壤肥力。
2.3保持水土,科学施肥
在制定水土保持工程措施时,要把近期的和长远的利益兼顾起来,从长计议。改善农业生产单一结构,实现秸秆还田,改善耕作制度,用养结合,科学施肥,使农田生态系统所需的物质和能量从多渠道得到补充,提高农田生产力。要大力推广普及配方施肥技术,根据农作物的需肥规律和土壤测试结果及肥料的特性、有效利用率等进行施肥,作物缺什么营养就施什么肥,缺多少就施多少,提高肥料的有效利用率,降低施肥成本,提高作物产量。同时,还可以有效地调整土壤中氮、磷、钾和中量、微量元素的比例,改善土壤质地,使种地和养地有机结合。针对我国各地的土壤状况,目前大多数地区应采用加氮、加钾、稳磷、补微的施肥原则,使作物得到科学、合理的养分供应,最大限度地发挥肥效,提高农业生产效益。
2.4兴办农业技术教育
举办农业技术教育,提高农民技能水平,把先进的科学技术送到千家万户,减轻由于技术运用不当造成的污染。
2.5加强立法,强化教育
建立较全的法律法令,用法律来保护生态环境,进行环境保护教育,使人人懂得保护环境的重要性。
1基于生命周期设计的工业设计教学与实践
(1)家具设计课堂中绿色工艺的选择和设计训练。采用绿色工艺是实现绿色产品生产制造的一个重要环节。绿色工艺又称清洁工艺,是一种既能提高经济效益,又能减少环境影响的工艺技术。绿色工艺的实现途径主要有:1)改变原材料的投入方式,对其就地利用,再利用有实用价值的副产品和回收产品,在工艺过程中循环利用各种材料。2)改变生产工艺或制造技术,改善工艺控制,改造原有设备,将原材料消耗量、废物产生量、能源消耗、健康与安全风险以及对生态的损害减少到最低程度。3)尽量使用自然环境,对空气、土壤、水体和废物排放进行相应的环境评价,根据环境负荷的相对尺度,确定其对生物多样性、人体健康和自然资源的影响。(2)在工业设计教学中敦促学生采取绿色包装设计。绿色包装,即符合环保要求的包装,它要求商品包装无害平衡,无害于人类健康。在工业设计教学中教师要引导学生提高对环保包装材料的认识,尽可能拓展环保包装的应用范围。例如,图2中的产品便是用可降解塑料做成的一个环保包装设计,底部出口可以减少洗发水或沐浴露等在包装空腔里的残留,减少浪费,并且本包装本身可降解、可挂在墙上,增加使用的方便性。(3)在工业设计教育中,增加对绿色产品回收处理设计产品案例的学习。在绿色产品设计中,当评价某一重复回用方案时,原材料和能源的利用、环境负荷、安全性、可靠性及费用是重要的因素,它们的关系式:回用社会效益=日用物资价值+降低的总处置费-收集和加工费。如图3中土豆雨衣就是利用可回收材料的生命设计案例,工业设计课堂中可增加这类案例的分析学习,增加学生们对可回收材料的认知。土豆是餐桌上常见的食物,不过除了食用您想过它还可以变成衣物穿着吗?这款特殊的雨衣所采用的原材料就是土豆,它是将土豆中的淀粉提取加工后,合成一种有机塑料制成的。土豆雨衣可以完全降解、无毒无害,废旧破损后直接抛弃即可,不必担心污染环境,十分便捷。(3)培养学生低能耗设计的习惯。产品在使用过程中会消耗资源并给环境带来负担。所以,在产品设计阶段就应对产品使用造成的能源消耗和环境污染问题给予足够的重视。例如,学生运用太阳能和LED技术设计的产品,把窗户外侧用太阳能板,白天窗户角度随着阳光角度接收太阳能,晚上太阳能转化的电能点亮LED灯。整个产品使用过程能源浪费达到最低。除上述几个方面之外,在工业设计教学时,还应涉及工业设计相关的方面,如教会学生关心材料、产品储存及运输过程的能源消耗和环境污染。通过减少材料消耗,减轻产品的重量和体积等方法达到这个目的。
2结论
工业设计教育直接关系工业设计的未来,工业设计未来又关系人类社会的未来。所以,在工业设计教育中植入生命周期设计思想是很有必要的,只有在教育中充分普及和重视绿色设计、生命周期设计教育,才能保证未来有更多的设计师真正加入到绿色设计行列当中,只有在工业设计教育中更多地关注生命周期设计教育,才能使环保思想和生命周期设计理念渗透到社会各行各业,引起社会的更多共鸣,从而引发环保社会的共建,把人类带入到健康的发展轨道上去。
作者:郭晓燕 曹玉华 单位:华南农业大学
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2010年,物流业的振兴带动了托盘制造业的发展,据保守分析,我国各托盘制造商在2010年的产量、产值都保持在5%以上的增长。尤其是塑料托盘,由于符合环保、循环再生、综合利用的低碳要求,受到更多客户的青睐。
这一年中,托盘制造企业更注重新技术、新材料的研发和利用,除在塑料托盘中加入金属构件外,还对原材料的性能进行改进,如在塑料抗老化、耐酸、耐碱、提高抗冲击等方面加大投入,开展RFID在托盘中应用的研发实验,以提高托盘的利用价值和附加价值。
2010年,我国诞生了一家真正意义上的托盘租赁公司,实现了由单一出售托盘,转为系列化的托盘物流服务。
2010年在广东召开的托盘国际会议上,展示了许多新型托盘,其中托盘原料正向节能降耗的高新复合型新材料发展,例如-环保型刨花模压托盘、秸杆托盘、免熏蒸托盘等,预示了托盘行业的取材将丰富多彩,是托盘发展的方向之一。
托盘业面临的问题依然突出
2011年,随着塑料行业的发展,社会及企业都面临着环保问题,绿色塑料的概念被众多企业所接受,可再生塑料及可降解/生物降解塑料将得到更广泛的应用,塑料托盘的原料也决不限于PE/PP,在原料上将会有一个“革命”,谁先掌握这门技术,谁就能占领市场先机。
2011年及以后若干年,托盘业有几个亟待解决的问题,
1、提升托盘的技术含量。
目前,我国托盘的技术含量仍然偏低。从国外的产品来看,多采用新工艺、新技术、新材料,其发泡技术、空气辅助装置,使托盘生产材料消耗低、重量轻、强度高、整体性能好;国外塑料托盘制造企业使用托盘专用料,在原料配方上进行改进,在塑料托盘上广泛使用标准的RFID技术。
2、托盘企业要树立服务意识。
托盘是贯穿整个物流链条的基础环节,合理的使用才能最大限度地发挥托盘的作用,不合理的使用反而会影响物流链条的顺畅流动。绝大多数托盘企业只是将产品销售出去,至于采购企业如何使用就不再管了。而在国外,成功的托盘制造企业都是将后续服务加入产品中,企业采购托盘后会得到托盘制造企业的使用指导,甚至是帮助使用企业设计合理的托盘使用流程。这样,托盘制造企业能够更多地了解市场需求,和使用企业建立良好的长期合作关系,为自己的生产销售打下坚实的基础。这对生产和使用企业是双赢模式。
3、托盘企业应树立品牌意识。
托盘制造企业生产规模普遍较小,据统计,国内产值超过千万元的托盘制造企业不超过20家,并且很少形成自己的品牌。因此,托盘制造企业要树立和打造自己的品牌,中小型托盘制造企业应尽快发展壮大。
4、发展托盘租赁和托盘共用体系,实现托盘作业一贯化,但托盘共用系统要依靠规模效益。
5、推行托盘标准化生产与使用。
目前我国拥有大小托盘制造企业300多家,但托盘的标准化体系还有待完善。许多企业都是根据用户需要,自行设计制造,市场上托盘规格多达几十种,将极大影响物流业的快速发展。
关键词:一次性快餐盒;莆田学院学生;白色污染
1.前言
现如今一次性用具风靡全球,因此正确的认识一次性用具的优缺点十分必要。作为一名大学生,拥有健康的体魄是将来走上工作岗位的必要前提,更应该注意健康的饮食习惯,保持健康的生活状态,一次性用具中一次性快餐盒与我校学生联系最为密切。一次性餐盒分为一次性PS发泡餐盒、一次性可降解塑料餐具、纸板涂膜型餐具、纸浆模塑餐具、植物(秸秆)纤维型餐具和淀粉型餐盒。
1.1一次性PS发泡餐盒,其性能好、价格低,可以说是便宜的离谱,是目前一次性餐盒的主力军。因所形成的“白色污染”,中国国家经贸委的6号禁白令中宣布不能生产、销售、使用聚苯乙烯发泡塑料餐盒。[1]但是事实上确实是禁而不止,甚至有些一次性发泡餐盒画上其他环保餐盒的幌子的“有毒餐盒”,光明正大地销售。并且不仅在质量上无处考证,在生产地上更无处查证,这个也给执法人员执法带来了困难。
1.2一次性可降解塑料餐具主要由光和生物降解聚丙烯型两种,但是有不少的不法分子为了与一次性发泡餐盒竞争市场以及降低成本,添加聚丙烯型和CaCO3、滑石粉、工业石蜡等。然而这些添加剂与食物中成分能够相互作用反应,可能会引起消化道、呼吸道和肝脏的一些不良反应,特别是重金属物质,这类物质会导致使用者重金属中,对人体的生长发育都有不良影响。[2]
1.3纸质餐盒纸质快餐盒不仅安全卫生,耐水耐油,且在生产和使用过程中对人体无毒害作用,而且废使用后可自然降解,其对环境污染危害小。因此,纸质快餐盒可谓是取代塑料快餐盒的及佳的选择,但是由于其造价成本高,生产技术善未成熟,同时在消费市场上受到一次性PS发泡餐盒的冲击,推广效果大打折扣,在销售数量上并不理想。
2.调查对象与方法
调查对象为莆田学院北区学生为例,进行随机抽样调查。本次调查主要采取问卷调查的形式,对调查结果采用统计分析描述方法。此次共发放问卷300份,回收有效问卷253份,回收率为84.3%,其中男生共有99人,女生有154人。
3.调查结果及分析
在253名被调查的在校本科学生中,使用一次发泡餐盒的有140人,塑料餐盒142人,纸质餐盒119人,可降解的淀粉型餐盒33人。在有效问卷253份中,有130人认为一次性餐具不卫生,156人认为长期使用一次性餐盒对人体危害严重,认为使用一次性餐盒会造成浪费的人数达202人,210人认为使用一次性餐盒对环境危害严重,但是,仅有14人从不使用一次性餐盒,126人会因方便而使用一次性餐盒,仅18人对于一次性餐具的来源非常了解,对于一次性餐具的原料了解较浅或是不了解共达215人。
宿舍在管院社区内的同学使用一次性餐盒的比例明显高于医学院社区,说明学生所住的环境对于一次性餐具的使用有较大的影响。由于管理学院宿舍楼下的有许多流动摊点,提供有各种饭菜,购买方便,但是并没有可供吃饭的地方,只能打包,造成在管理学院社区内的同学使用一次性餐盒使用比例大大超过医学院社区(如下表):
由表1:可得P
4.措施
4.1从法律法规方面,加大立法力度,提高执行和监督能力,据调查显示,有214名被调查者认为相关部门有必要对一次性餐盒的生产和销售环节进行规范化管理和有效控制。在那些无证企业加强对其的惩罚力度和强度,所生产的产品进行科学合理地销毁和再利用。同时增强对获证企业的检查精准度,避免某些企业已获得了生产许可证后却生产不合格的产品。成立地域性行业协会,利于行业内的相互交流和沟通,提高产品质量,拓宽销售路线,加大透明度,教进货商和消费者如何辨认产品的真伪;相关部门应随机性、不定性地对其抽样调查和及时进行合理真实地公布各企业产品质量信息,使消费者能了解到自己所用餐具的质量情况,保障自身权益不受侵害[3];国家可通过增加对有生产许可证的企业进行经济上及技术上的扶持,使这些有证企业能更好的发展。
4.2从社会方面,首先,合理化地环境保护宣传,加强公民的道德教育,合理引导公民的环境保护意识,重视公民绿色消费的观念,强调如何使一次性餐盒更绿色化,营造合理科学的消费观念[4]。其次,积极开展以绿色为主题的各种公共活动,可帮助树立企业及产品绿色形象,企业领导当率先学习“绿色知识”,并以可持续的发展观不断提高自身的绿色意识,并设定绿色经营发展战略,走可持续发展的绿色道路,不断生产出新型的绿色产品[4]。最后,加大力度培养创新型人才,加强其绿色生活观念,促进其设计生产出更多的新型绿色产品,减少环境污染与资源浪费的现象。
4.3从学校方面,首先,增加放置个人碗筷的柜子,在调查过程中有不少同学反应其实很想自带餐具,但是由于食堂没有可放置餐具的地方,每次要带餐具上下课着实麻烦,有的自带了一小段时间之后也就没有继续坚持自备餐具了,受调查者中有90名同学表示若食堂放置个人碗筷的柜子将会减少一次性餐盒的使用,更有81人愿意呼吁大家使用个人饭盒,所以,在食堂增设放置碗筷的柜子可以在一定程度上减少一次性快餐具的使用量。其次,学校可加大力度宣传一次性餐具使用的危害,许多人在一次性餐具的认识上就存在许多的误区,并且对于使用一次性餐具带来的危害不重视,觉得大家都在用就无所谓了,导致使用一次性餐盒的现象愈演愈烈。可围绕如何加强大学生的对一次性餐盒的认识为基础,充分运用各种渠道和方法,完善宣传制度,强化典型带动,开展相关的活动,让学生认识到合理使用一次性餐盒的重要性,进一步减少使用一次性餐盒的数量,提高大学生对自身健康观念和环境保护意识。最后,还可以通过提高食堂伙食质量及种类,吸引学生去食堂就餐,减少外出打包的现象。由于食堂的饭菜较单一,特别是现煮类的窗口甚少,导致一大部分的同学不愿意在食堂就餐,宁愿冒着打包被自律会抓到的风险去学校外面打包饭菜回宿舍吃,导致了一次性餐盒使用量的增加,如果在这方面进行改善,那么可以大大减少我校学生一次性餐盒的使用数量。(作者单位:莆田学院临床医学院)
参考文献:
[1] 李沛生.我国一次性发泡餐盒何时能重返市场?[J].中国包装工业,2010,05.
[2] 亢秉刚.中国一次性餐饮具行业十大隐忧问题[J].商品与质量,2005,12:611.