這是一組與我們毫不相干，但卻息息相關(guān)的圖；是我們一手造成，卻又避之不及的事實(shí)。

120 多年前，英國(guó)人亞歷山大·帕克斯將氯仿和蓖麻油混合反應(yīng)時(shí)，他并沒(méi)有想過(guò)，這個(gè)黑漆漆但又質(zhì)量輕的物質(zhì)，開(kāi)辟了一個(gè)時(shí)代。而紐約人約翰·韋斯力·海厄特在試圖制造“人造象牙”時(shí)，用樟腦合成了賽璐璐，從此便開(kāi)始了塑料一發(fā)不可收拾的全領(lǐng)域應(yīng)用。

百余年來(lái)，塑料以其輕質(zhì)、透光度、可塑等特性，推動(dòng)了這個(gè)時(shí)代的發(fā)展。論功行賞，塑料排第二，鮮有人敢排第一。但究竟是什么讓它開(kāi)始不斷背上破壞環(huán)境的罵名呢？

這得從塑料整個(gè)家族說(shuō)起。傳統(tǒng)塑料的發(fā)展史，其實(shí)是一部和石油化工并行的歷史。伴隨著以石油化工材料為原料合成塑料的，還有以天然橡膠等為原料制成的生物基塑料。以聚苯乙烯、聚乙烯等塑料為代表，它們廉價(jià)、耐用，因此走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)。中國(guó)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)浩浩蕩蕩，塑料更是創(chuàng)造了“地膜”、“大棚”等高產(chǎn)奇跡。起初，人們沉浸在豐收的喜悅里。后來(lái)，土地干旱、大風(fēng)四起，這些無(wú)法被自然降解消失的塑料薄膜隨風(fēng)起舞，“白色污染”從此席卷全國(guó)。

但其實(shí)，并不是所有的塑料都是不可降解的——

1912 年，瑞士人布蘭德伯格發(fā)明了由棉漿、木漿等天然纖維制成的薄膜；

1926 年，法國(guó)人莫里斯·勒莫尼發(fā)現(xiàn)巨大芽孢桿菌（Bacillusmegaterium）天然可合成聚羥基丁酸脂（PHB）；

1930 年，美國(guó)人亨利·福特利用大豆制成塑料，并用于汽車(chē)工業(yè)；

1947年，法國(guó)阿科瑪公司發(fā)明了聚酰胺（俗稱(chēng)尼龍）；

……

相較于幾百年都無(wú)法完全降解的傳統(tǒng)塑料，這些被發(fā)明出來(lái)的新型塑料在自然環(huán)境的作用下，可以將降解周期縮短至6-12個(gè)月以?xún)?nèi)，且基本不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。

塑料的降解通常是在微生物的作用下被分解為其它物質(zhì)，這過(guò)程也被稱(chēng)為生物降解?？缮锝到馑芰系某霈F(xiàn)無(wú)疑減少了“白色污染”，降低了對(duì)環(huán)境的破壞，但可生物降解塑料卻有一個(gè)致命的產(chǎn)業(yè)缺點(diǎn)：成本太高。

認(rèn)識(shí)可生物降解塑料前，首先要了解什么是生物塑料。生物塑料[1]是一個(gè)非常廣泛的概念，其大致可分為生物基塑料、可生物降解塑料、可堆肥塑料三類(lèi)：

雖然存在著不同的分類(lèi)，但許多生物塑料并不能完全被定義為哪一類(lèi)，比如聚乳酸（PLA）是一種生物基的可生物降解塑料；聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）雖然是石化基塑料，但其也可生物降解。因此，對(duì)塑料的定義并不一定能細(xì)分到哪一種類(lèi)，但必須要知曉生物塑料的核心是可生物降解，它是解決傳統(tǒng)塑料難降解、易污染等問(wèn)題的新型環(huán)保塑料。

一、聚乳酸（PLA）

圖2  一種以秸稈為原料的PLA顆粒

（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

PLA由乳酸單體聚合而成，是一種生物基的可生物降解塑料，原料可從玉米、木薯、秸稈等可再生生物體內(nèi)提取，是可再生的資源。PLA降解時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，減少了環(huán)境污染。PLA在包裝材料、生物醫(yī)學(xué)、紡織行業(yè)、農(nóng)用地膜等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。

二、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）

圖3  一種PBS顆粒

（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

PBS通常是由丁二酸和丁二醇經(jīng)縮聚而成，屬于脂肪族聚酯類(lèi)（石化基）生物降解塑料，也有研究人員發(fā)掘出了生物基PBS，但還未成為主流。PBS是非水溶性塑料，其制品的物理力學(xué)性能和可加工性能都很優(yōu)良，可進(jìn)行擠出、注塑和吹塑，在包覆膜，包裝薄膜和包裝袋等方面有很多應(yīng)用。

三、聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二酯（PBAT）

圖4  一種PBAT顆粒

（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

PBAT由己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚而成，是一種石化基的可生物降解塑料，也是可堆肥的一種綠色塑料，具有較好的延展性、斷裂伸長(zhǎng)率、耐熱性、沖擊性能等特性，是生物降解塑料研究中非?；钴S和市場(chǎng)應(yīng)用最好降解材料之一。

四、聚己內(nèi)酯（PCL）

圖5  一種PCL顆粒

（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

PCL是通過(guò)ε-己內(nèi)酯單體聚合而成的，是一種石化基的可生物降解塑料。PCL具有易加工、生物相容性、形狀溫控記憶性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于藥物載體、增塑劑、納米纖維紡絲、塑形材料的生產(chǎn)與加工等領(lǐng)域。

圖6  一種PHA顆粒

（圖源：網(wǎng)絡(luò)）

相較于其他塑料，可生物降解塑料在工藝成本上確實(shí)有所提升，但這并不會(huì)增加終端消費(fèi)者的使用成本，也是未來(lái)消費(fèi)升級(jí)的必然趨勢(shì)。

意大利是歐洲第一個(gè)全面禁塑的國(guó)家，早在2011年就已經(jīng)全國(guó)施行傳統(tǒng)塑料禁令。在禁令實(shí)施后，意大利的各大商店只能向顧客提供可生物降解塑料袋或可循環(huán)利用的布袋、紙袋。也正因如此，意大利擁有世界領(lǐng)先的生物降解塑料企業(yè)，其中Novarnont公司[2]是世界上最早進(jìn)行生物降解塑料產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)。Novarnont公司的拳頭產(chǎn)品Mater-Bi是由變性淀粉與改性聚乙烯醇共混構(gòu)成的，極易降解，是一種生物基的可生物降解塑料，原料可從玉米、小麥、馬鈴薯等可再生生物體內(nèi)提取，在包裝、塑形、紡織等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。

美國(guó)也是較早推行禁塑令的國(guó)家，但它的禁塑政策并沒(méi)有全國(guó)性的，而是以各州自主規(guī)定為主，先后已有加州、緬因州、紐約州、新澤西州等已經(jīng)頒布或計(jì)劃頒布禁塑令。除了禁塑令以外，美國(guó)也在發(fā)展可降解塑料產(chǎn)業(yè)，雖稍晚于歐洲，但重點(diǎn)方向與歐洲有所區(qū)別，是以PLA塑料為主[3]。美國(guó)NatureWorks公司是世界領(lǐng)先的PLA供應(yīng)商，其以可再生的植物資源為原料，制造了可降解的PLA塑料，產(chǎn)品成本及功能皆可媲美石化產(chǎn)品的傳統(tǒng)塑料。

除了新型可降解塑料外，還有部分不發(fā)達(dá)國(guó)家選擇以紙質(zhì)產(chǎn)品替代傳統(tǒng)塑料，如盧旺達(dá)[3]發(fā)布禁塑令后，就以紙袋填補(bǔ)了禁用傳統(tǒng)塑料袋造成的空缺。

伴隨著全球禁塑的熱潮，還有許多的國(guó)家也紛紛出臺(tái)禁塑政策，如法國(guó)、西班牙均于2014年起全面禁售傳統(tǒng)塑料購(gòu)物袋；2018年，印度、蒙古、智利、新西蘭、奧地利等地也紛紛出臺(tái)了當(dāng)?shù)氐慕芰睢?/span>

我國(guó)早在2008年就已經(jīng)施行限塑令，規(guī)定在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行塑料袋有償使用制度，限制傳統(tǒng)塑料的使用。不可否認(rèn)，限塑令對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)塑料消耗起到了一定的限制作用，白色垃圾治理取得一定成效。但由于我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，需要發(fā)展經(jīng)濟(jì)增強(qiáng)國(guó)力，再加上人口眾多使得限塑令的監(jiān)管措施和配套措施不到位，導(dǎo)致了限塑令的執(zhí)行情況并不樂(lè)觀(guān)。

而后直至2015年，吉林省規(guī)定全省范圍內(nèi)禁止生產(chǎn)、銷(xiāo)售不可降解塑料購(gòu)物袋、塑料餐具等，是全國(guó)范圍內(nèi)首個(gè)施行“禁塑令”的省份。今年6月，國(guó)家發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于開(kāi)展塑料污染治理推進(jìn)情況調(diào)研的函》，要求浙江、山東、河南、海南、重慶、青海發(fā)改委及行業(yè)協(xié)會(huì)針對(duì)塑料、化妝品制品生產(chǎn)企業(yè)，商場(chǎng)、超市、藥店、書(shū)店等零售企業(yè)，集貿(mào)市場(chǎng)，餐飲行業(yè)及禁塑替代產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展塑料污染調(diào)研。
 

從國(guó)家及各省份出臺(tái)的政策、戰(zhàn)略可以看出，我國(guó)對(duì)化學(xué)塑料的危害越發(fā)重視起來(lái)了，在限制化學(xué)塑料使用的同時(shí)，也在發(fā)掘一些新型的塑料，說(shuō)明化學(xué)塑料在未來(lái)發(fā)展中會(huì)被逐漸淘汰，取而代之的將是一種新型環(huán)保的塑料產(chǎn)品。

結(jié)語(yǔ)

從傳統(tǒng)塑料發(fā)展到如今的生物塑料，這一進(jìn)程除了強(qiáng)調(diào)綠色產(chǎn)品的理念外，還體現(xiàn)了生物技術(shù)的重要性。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，生物技術(shù)已與人們的生活緊密相連，對(duì)人們的生活質(zhì)量乃至社會(huì)發(fā)展都有著一定的影響，如利用生物技術(shù)對(duì)食品及其原料加工以獲得更高品質(zhì)的食品，在醫(yī)學(xué)方面可將生物技術(shù)融入生命科學(xué)理論與研究中,促進(jìn)藥物可持續(xù)利用，降低成本等。

生物塑料的出現(xiàn)也體現(xiàn)了生物技術(shù)對(duì)提高人們生活質(zhì)量、推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。因此，我們生物行業(yè)人員更需要致力于生物技術(shù)的研究，去發(fā)掘更多有價(jià)值的產(chǎn)品，就像Novarnont公司一樣，它生產(chǎn)生物塑料不僅解決了部分傳統(tǒng)塑料行業(yè)存在的問(wèn)題，提高了人們的生活質(zhì)量，還對(duì)自身的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用。

參考資料
[1]http://www.ecorr.org/news/industry/2015-10-09/2456.html
[2]http://www.iceu.tech/nd.jsp?id=15

[3]華西證券報(bào)告《中國(guó)最嚴(yán)禁塑令下，塑代材料迎來(lái)最佳紅利期》

封面圖源：Volodymyr Hryshchenko - unsplash

（文章內(nèi)容源于相關(guān)研究資料的整理，若有不足之處，歡迎指正）