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Nature:为塑料“量身定制”分解酶,降低塑料污

作者: 凯撒食品包装机械 发布时间: 2022年05月14日 11:54:53

  导语:塑料广泛用于包装各种消费品,但塑料废物的不当处置会导致土地和海洋的长期污染,最终随着食物链进入人体。目前,科学家已在人类血液中发现微塑料,人类最终会为因对环境的“任性”造成的后果买单。塑料回收可在一定程度上降低废弃塑料对环境的污染,但许多塑料产品并不是为机械回收而设计的,其回收过程涉及到熔化和再加工,因此回收再生产的材料质量低于原始塑料。

  全球塑料产量增长超半数来自中国

  全球塑料产量自1950年的150万吨增长至2018年的3.59亿吨,复合增长率为8.4%;其中,中国塑料产量约占30%,欧盟塑料产量约占17%,北美占18%;2009-2018年间,全球塑料产量增长了1.29亿吨,其中56.4%的增量来自中国。

  根据Our World in Data统计,在世界范围内,美国、德国、荷兰、爱尔兰、科威特、圭亚那等国家,比印度、坦桑尼亚、莫桑比克和孟加拉国等国家的人均塑料垃圾产生高出十倍以上(图1)。但是,在总塑料垃圾产生方面,印度、中国、菲律宾、巴西和尼日利亚均高居前列(图2)。这种情况一方面归因于发展中国家庞大的人口数量,另一方面归因于发展中国家对塑料垃圾管理不善,再者发达国家向发展中国家的废弃塑料出口也颇有“贡献”[1]。

图1 全球国家人均塑料废弃物产生量(图源:Our World in Data)

图2 全球国家产生塑料垃圾份额(图源:Our World in Data)

  以中国为例,在2017年中国政府全面禁止进口非工业塑料废物之前,中国大陆和中国香港进口了全球贸易塑料废物的72.4%(大部分进口到香港,最终到达中国大陆)。2010年至2016年期间,中国每年进口700-900万吨塑料垃圾,中国国内塑料垃圾产生量约为6100万吨。因此,中国塑料垃圾总量的10-11%是从世界各地进口的(图3)。向中国出口塑料废物的总量占中国进口塑料废物进口总量76%的前10个国家或地区分别为:中国香港、日本、美国、泰国、德国、比利时、菲律宾、澳大利亚、印度尼西亚和加拿大(图4)。

图3 中国塑料垃圾来源(图源:Our World in Data)

  注:红色为进口占比,灰色为国内产生占比。

图4 十大废弃塑料出口国家或地区对中国的塑料出口量(图源:Our World in Data)

  根据Our World in Data统计,自1950年以来,全球塑料总生产量约为83亿吨,其中约10%被焚烧处理,仅有6%左右被有效回收利用。被回收的塑料经过二次利用后,又会有相当一部分被遗弃或焚烧,最终被焚烧的塑料达到8亿吨,而遗弃或填埋的废弃塑料达到49亿吨。这意味着人类生产的所有塑料制品,有近59%留在了自然界。废弃塑料造成的“白色污染”日益严重,据估算仅漂浮在海面上的海洋塑料垃圾就达25万吨[1]。因此,提升废弃塑料的回收利用率,对减少环境污染至关重要。

  Nature:利用酶促反应分解塑料推动塑料闭环回收

  2022年4月27日,Nature发文表示研究人员发现了一种可以满足工业规模塑料降解的酶,可稳定高效分解聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate,PET)废弃物,再生食品级包装材料(图5)[2]。

图5 研究成果(图源:Nature)

  全球主要的塑料消费结构为:聚乙烯(30%)、聚丙烯(19%)、聚氯乙烯(11%)、聚氨酯(7%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(6%)、聚苯乙烯(4%),此六类塑料的消费量占比约为77%(图6)。其中PET产品大都是一次性消费品,随之而来的是大量废旧PET材料。废旧PET材料短时间内不易被空气或微生物降解,占据大量空间,造成环境污染和视觉污染,因此对废弃的PET进行回收并进行再生成为了人们的新选择。将非食品级PET废弃物回收,并用于制造食品级PET包装材料,是需要攻克的重大挑战。