塑料(Plastics)、橡膠(Rubber)、纖維(Fiber)三大類合成高分子材料，是繼石器、陶瓷、水泥，銅、鐵、鋁、鋼后，人類對物質(zhì)和材料的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用的重大發(fā)展，是近代具有里程碑意義的科技創(chuàng)造。其中，尤以塑料的應(yīng)用最為廣泛。全球塑料的體積產(chǎn)量已達(dá)鋼鐵和水泥總和的26%，且消耗量以每年8%的速度增長，涉及人類生活和現(xiàn)代工業(yè)的方方面面。當(dāng)今的社會(huì)，不能沒有塑料；人們的生活，也離不開塑料。

“白色污染”的概念一方面源于被隨意丟棄的大量一次性使用塑料制品對生態(tài)環(huán)境造成的影響，另一方面源于人們對隨意丟棄的廢棄塑料的不良感觀。問題的出現(xiàn)，既與塑料的“輕”“薄”特性有關(guān)，更與人的行為規(guī)范與社會(huì)公德有關(guān)?？陀^地講，若不被當(dāng)作價(jià)廉物美的一次性制品使用，尤其是若使用后不被隨意丟棄，“白色污染”的污名就不會(huì)扣到塑料頭上。

絕大多數(shù)應(yīng)用廣泛的塑料制品不要求降解(Degradation)、不需要降解，甚至要求在使用期限內(nèi)不能降解。需要降解的主要針對的是“一次性使用的塑料制品”。從專業(yè)角度講，“禁止使用不可降解一次性塑料制品”的表述是準(zhǔn)確的，是科學(xué)的；將其隨意改述為“禁止使用一次性不可降解塑料制品”是不專業(yè)的、錯(cuò)誤的，需要糾正；任何“禁塑”的提法，不僅不現(xiàn)實(shí)，還將對社會(huì)發(fā)展和民眾生活造成嚴(yán)重影響。

面對有限的地球資源，基于環(huán)境綠色保護(hù)和資源可持續(xù)利用理念，有必要思考:除特殊用途和使用場合，任何材料和制品，包括塑料，“一次性使用”是否科學(xué)？是否符合綠色可持續(xù)發(fā)展理念？“多次使用”“長期使用”，是否更應(yīng)倡導(dǎo)？是否更應(yīng)追求？

基于現(xiàn)實(shí)，若要逐步實(shí)施“禁止使用不可降解一次性塑料制品”，似更有必要同時(shí)大力推動(dòng)塑料使用方式的變革，減少并限制“一次性塑料制品”的生產(chǎn)和使用，倡導(dǎo)“多次使用”“長期使用”。此倡導(dǎo)將對塑料制品丟棄量的減少產(chǎn)生線性甚至指數(shù)正相關(guān)效果，這對實(shí)現(xiàn)塑料更加綠色、更加環(huán)保的可持續(xù)應(yīng)用，不失為一種科學(xué)的理念和策略。從材料科學(xué)的分子設(shè)計(jì)到工程技術(shù)角度，塑料經(jīng)多次使用或長期使用后，若能做到“引發(fā)降解(Initiated  degradation)”并達(dá)到“可控降解(Controlled  degradation),應(yīng)成為追求并實(shí)現(xiàn)的理想目標(biāo)。

需要強(qiáng)調(diào)，為滿足人們?nèi)粘Ｉ詈吞厥庑枨螅瑖L試?yán)梅鞘突?，尤其是生物基原料，用于制備可降解（易降解）一次性使用的塑料制品，是塑料學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界引人關(guān)注的新領(lǐng)域，為尋求解決所謂“白色污染”做出了積極貢獻(xiàn)。但是，任何使用后的廢舊物品（材料），如不能做到有序回收處理，都將成為污染，不是“白色污染”就是“灰色污染”或是“黑色污染”。因此，即使是可降解塑料(Degradable  plastics)，如不高度重視有序回收和處理，仍有成為“白色污染”之可能。

特別指出兩點(diǎn)：一是夸大并渲染降解塑料（塑料降解）產(chǎn)業(yè)的重要，將塑料研究和產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向可降解塑料領(lǐng)域，盲目跟風(fēng)上項(xiàng)目，將對我國高性能多功能塑料的研發(fā)尤其是解決若干卡脖子的高端塑料專用料的研發(fā)產(chǎn)生沖擊，會(huì)對我國塑料工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生誤導(dǎo)；二是將非石油基、生物基原料產(chǎn)生開發(fā)的目的局限于可降解一次性塑料制品的制備生產(chǎn)，是短視的，缺少遠(yuǎn)見的。非石油基、生物基原料用于制備高性能非一次性使用塑料制品是具有重要科學(xué)價(jià)值和廣闊市場前景的新領(lǐng)域。

塑料，一次性制品，可降解/不可降解，石油基，“白色污染” 

近年來，隨著國家環(huán)境保護(hù)工作力度的不斷加大，特別是人們對綠色環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，關(guān)于塑料“白色污染”的討論日漸增多，不時(shí)還甚為激烈。據(jù)悉，一些地方政府正在討論并準(zhǔn)備出臺(tái)涉一次性使用塑料制品的文件或法規(guī)。說實(shí)在的，對一種物質(zhì)材料有如此空前的關(guān)注度，恐怕是任何其它種類材料所不能比擬的。一方面，說明全民科學(xué)知識(shí)普及程度的日益提高；另一方面，也恰恰表明塑料對人類今天的影響多么重大和深遠(yuǎn)！作為一位高分子學(xué)者、一位從事塑料專業(yè)教育的大學(xué)教授，覺得有必要談?wù)勛约耗w淺的認(rèn)識(shí)和看法。

人類發(fā)明的第一種合成高分子—酚醛樹脂     

在塑料(Plastics)、橡膠(Rubber)、纖維(Fiber)三大合成高分子材料中，塑料的應(yīng)用最為廣泛。它不僅與人們?nèi)粘Ｉ蠲懿豢煞郑€廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、城市建筑、醫(yī)療衛(wèi)生以及電子電器、包裝密封等各個(gè)領(lǐng)域。按2019年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球塑料產(chǎn)量約為3.59億噸（中國塑料制品產(chǎn)量為8184萬噸），全球鋼鐵產(chǎn)量18.485億噸，水泥產(chǎn)量41億噸。若以塑料平均密度0.9、鋼鐵平均密度7.8、水泥密度3.1計(jì)，全球塑料的體積產(chǎn)量已達(dá)鋼鐵和水泥總和的26%，這是一個(gè)驚人的比例！有關(guān)資料顯示，從1950年至2015年，人類已經(jīng)生產(chǎn)了83億噸塑料制品，約60億噸成為廢棄物（其中約49億噸被直接填埋或被遺棄，直接焚燒8億噸）；仍在使用的約20億噸（其中1億噸為再生塑料）。塑料的使用量未來還呈現(xiàn)進(jìn)一步增長態(tài)勢，預(yù)計(jì)全球塑料消耗量將以每年8%的速度增長。

高分子材料的三大形態(tài)：塑料、橡膠、纖維

    

在人們的日常生活中，為什么有那么多諸如一次性杯、盒、包裝材料、農(nóng)膜材料是用塑料制造的？這是因?yàn)橄啾扔诮饘伲ㄤ撹F）材料、無機(jī)非金屬（水泥、陶瓷）材料，塑料具有密度小、比強(qiáng)度大、比模量高、耐腐蝕、成本低（往往是傳統(tǒng)的陶、銅、鐵、鋁、鋼等器具價(jià)格的1/10-1/100）、絕緣性能好、保溫、隔音、防震性能優(yōu)良等特點(diǎn)。由于其本身質(zhì)輕價(jià)廉，易于壓塑、吹塑成薄質(zhì)生活必需品，塑料才被當(dāng)成“一次性用品”使用的。

塑料又何止那么一點(diǎn)可被人類當(dāng)作“一次性”物質(zhì)使用的優(yōu)點(diǎn)——實(shí)際上，它已滲入到人類生活的方方面面——制造電線電纜、集成電路基板、芯片制造用光刻膠等現(xiàn)代產(chǎn)品，塑料均成為不可或缺的一部分；手機(jī)、電腦、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)主要功能和結(jié)構(gòu)件，離不開塑料；汽車、輪船、飛機(jī)、高鐵、建筑主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)飾，不能不用塑料；醫(yī)院大量使用的藥物容器、輸液管、一次性注射器，大多是塑料；沒有塑料育秧膜、大棚膜，還會(huì)有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)嗎？城鄉(xiāng)建設(shè)給水排水、天然氣和石油輸送越來越多地采用塑料管道?？梢哉f，人類無法回到?jīng)]有塑料的時(shí)代！塑料，禁用不了；塑料，也不可能禁用。

從家用電器，到芯片、醫(yī)療衛(wèi)生用品，再到飛機(jī)、高鐵，塑料無處不在

如果塑料像其它材料一樣——用，不是那么便宜；丟，不是那么舍得，它還會(huì)被人們當(dāng)作一次性用品嗎？如果使用后不被隨意丟棄，還會(huì)成為“白色污染”嗎？

▲ 隨意丟棄的一次性塑料用品

一次性塑料用品產(chǎn)生的“白色污染”

“白色污染”概念一方面源于被隨意丟棄的大量一次性使用塑料對生態(tài)環(huán)境造成的影響，另一方面源于人們對隨意丟棄的廢棄塑料的不良感觀。由于比重輕、質(zhì)地薄，塑料袋、塑料瓶、塑料膜極易隨風(fēng)飄浮移動(dòng)，實(shí)際上更多的是“視覺污染”。

堆積成山的廢舊輪胎                               

     距今2500年的越王勾踐劍

誠然，應(yīng)該從科學(xué)角度，以一種緊迫感、責(zé)任感面對并解決巨量一次性塑料制品使用帶來的環(huán)境問題。但必須指出，塑料的“白色污染”，既與塑料的“輕”“薄”特性有關(guān)，更與人的行為規(guī)范和社會(huì)公德有關(guān)。實(shí)際上，任何使用后的廢舊物品（材料），如不能做到有序回收處理，都將成為污染，不是“白色污染”就是“灰色污染”或是“黑色污染”。如果人們能夠真正做到嚴(yán)格分類回收，一次性塑料制品“白色污染”的壞名極有可能是不存在的！ 

“白色污染”到底是材料本身屬性的問題， 還是使用材料的人的行為規(guī)范與社會(huì)公德的問題，值得思考

為滿足人們?nèi)粘Ｉ詈吞厥庑枨?，嘗試?yán)梅鞘突?，尤其是生物基原料，用于制備可降解（易降解）一次性使用的塑料制品，是塑料學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界引人關(guān)注的新領(lǐng)域，為尋求一次性塑料制品使用后造成的所謂“白色污染”問題的破解之法，做出了積極貢獻(xiàn)。需要強(qiáng)調(diào)，即使是可降解塑料(Degradable plastics)，如不高度重視并嚴(yán)格有序回收和處理，仍然可能成為“白色污染”。

大噸位使用的通用高分子塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯），從化學(xué)本質(zhì)和材料結(jié)構(gòu)講，是環(huán)境友好的材料。與工業(yè)排放的有毒有害氣體以及燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣（尾氣）相比，這些塑料制品幾乎是“惰性”的。

為何大量的塑料制品變成了廢舊塑料？從本質(zhì)講，塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)是通過長的化學(xué)鍵鏈構(gòu)筑的，其“鏈”越長，就越容易存在“弱點(diǎn)”（弱鍵）。在光、熱、電、水、氣等各種外界作用下，這些“弱點(diǎn)”（弱鍵）都存在“斷鏈”的可能。斷鏈部分相當(dāng)程度是源于化學(xué)結(jié)構(gòu)中最不穩(wěn)定的“自由基”的產(chǎn)生或氧化。在高分子專業(yè)上叫“老化(Aging)”。由于老化，使用存在期限，就會(huì)導(dǎo)致廢舊塑料的產(chǎn)生。實(shí)質(zhì)上，這跟人類等生命體的衰老是由于“自由基氧化”的結(jié)果有某種相似之處。因此，無論從材料科學(xué)角度——材料使用后必然失去性能（功能）講，還是從人類倫理角度——辛苦勞作的勞動(dòng)者逐漸喪失勞動(dòng)力講，因塑料廢舊而否定塑料的價(jià)值和功勞，都是有失公允的。

大致有四種方法：一是分類回收利用——通過舊料加新料共混改性生產(chǎn)制品，大量應(yīng)用于日常生活中的桶、盆、以及建材等。二是化學(xué)循環(huán)——通過分解回收原料單體進(jìn)行再利用。三是焚燒——可用于生熱和發(fā)電。四是填埋——與日常生活及工業(yè)垃圾堆放在特定場所。就第一種方法而言，共混改性后的制品雖提高了塑料的使用頻率，但也將面臨終廢的問題。就第二種方法來講，分解后產(chǎn)生的有機(jī)小分子化合物可以作為新的基礎(chǔ)化工原料，但其投資、技術(shù)和環(huán)境要求高。就第三種方法來講，焚燒法雖直接快速，但存在CO₂排放問題。就第四種方法來說，填埋雖可在一定時(shí)間范圍解決集中處理廢棄塑料問題，但場地選擇日趨困難。

塑料生命周期示意圖

一處垃圾填埋作業(yè)現(xiàn)場

     

針對上述問題，學(xué)術(shù)上和產(chǎn)業(yè)上提出了“塑料降解(Plastics degradation)”和“降解塑料(Degradable plastics)”的概念?！敖到狻保呛铣筛叻肿蛹敖Y(jié)構(gòu)解離的過程。除了通常所說的降解，化學(xué)循環(huán)也是一種受控的降解。為此，國內(nèi)外科學(xué)家和產(chǎn)業(yè)界做出了不懈努力，取得了許多有重大價(jià)值的重大成果，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)做出了重要貢獻(xiàn)。準(zhǔn)確理解并正確界定關(guān)于塑料降解的科學(xué)術(shù)語和概念，對高分子材料產(chǎn)業(yè)尤其是塑料產(chǎn)業(yè)，既有必要，也極為重要。

廢棄塑料的化學(xué)循環(huán)過程

      

近年來，針對“降解塑料”或“塑料降解”，無論是在一些地方法規(guī)，還是一些關(guān)于治理塑料“白色污染”的媒體報(bào)道中，出現(xiàn)了以下幾種主要表述：一是“禁止使用一次性不可降解塑料制品”，二是“禁止使用不可降解一次性塑料制品”，三是甚至出現(xiàn)“禁塑”的提法。表述不同，尤其是“一次性”三個(gè)字的位置不同，將導(dǎo)致對塑料制品可降解（或不可降解）的認(rèn)知產(chǎn)生歧義和誤導(dǎo)。從專業(yè)角度講，第一種表述是不專業(yè)的、錯(cuò)誤的，需要糾正；第二種表述是準(zhǔn)確的，科學(xué)的；第三種表述不僅不現(xiàn)實(shí)，還將對社會(huì)發(fā)展和人們生活造成嚴(yán)重影響。

       

在第一種表述中，由于將“一次性”置于“不可降解”前，極易理解為是對可降解性能（或不可降解性能）的要求和限定，即要求或限定的是“一次性不可降解的塑料制品”。這在塑料專業(yè)的學(xué)科上和工程上都是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模踔潦清e(cuò)誤的。因?yàn)閲?yán)格講，無論是在學(xué)術(shù)還是工程上，均未曾提出、也不存在“一次性降解（或不可降解）塑料”的概念。事實(shí)上，常見的各類塑料制品，即使是標(biāo)稱為“可降解塑料”，也無法實(shí)現(xiàn)一次性降解。如目前具有代表性的可降解塑料聚己內(nèi)酯（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）等均不能實(shí)現(xiàn)“一次性”降解，需專門的堆埋才能實(shí)現(xiàn)。因此，“禁止使用一次性不可降解塑料制品”中除“一次性”三字的放置有誤外，還包含有全面禁止塑料制品使用的含義，是不專業(yè)的，是不正確的。

一次性使用的聚乳酸塑料制品

      

在第二種表述中，明確“一次性塑料制品”為目標(biāo)對象，著重突出塑料的“使用性和使用次數(shù)”，即一次性使用，不重復(fù)使用。比如：一次性塑料杯、打包盒、塑料袋、保鮮膜等，這些都是輕質(zhì)塑料制品，用完一次就可棄掉。人們?nèi)粘Ｉ钪写罅渴褂玫倪@些塑料制品，如屬不可降解（或難降解），隨意丟棄將給環(huán)境造成“白色污染”。顯然，這里明確的是“禁止使用不可降解的一次性塑料制品”，其表述是正確的。

其實(shí)，對于塑料制品而言，不能片面簡單地追求塑料制品具有降解特性，降解是有范圍和限定的，不能無限擴(kuò)大。絕大多數(shù)廣泛應(yīng)用的塑料制品不要求降解、不需要降解，甚至要求在使用期限內(nèi)不能降解。飛機(jī)、汽車中的塑料部件，日常使用的冰箱、電視、洗衣機(jī)、空調(diào)中的塑料部件，廣泛使用的建筑管材，大量使用的塑料桶、盆等，不希望、更要防止在使用過程中發(fā)生降解。因?yàn)橐坏┌l(fā)生降解，則性能將迅速劣化。大部分的高端設(shè)備、精密儀器、大型裝備中均使用高端塑料部件，追求的恰恰是在自然環(huán)境中或苛刻條件下不發(fā)生分解和難以降解，只有這樣才能保證其高性能，才能確保長期使用的安全性。

在過去三十年間，汽車的塑料用量已從20世紀(jì)60年代初的10kg左右上升到21世紀(jì)初的200kg量級(jí)，塑料在自然環(huán)境中或苛刻條件下不發(fā)生分解或者難以降解是保障其高性能及長期使用安全性的基礎(chǔ)

正在安裝中的超高分子量聚乙烯排水管

     

從科學(xué)的專業(yè)角度講，只提“可降解”的概念和要求是不夠的，還需評估降解成什么了？降解物將產(chǎn)生什么影響？尤其是“可降解塑料”在降解過程中產(chǎn)生的中分子量、低分子量產(chǎn)物對環(huán)境、生態(tài)的危害，尤其是降解產(chǎn)生的1-5mm的微粒塑料將產(chǎn)生什么影響是塑料可控降解的一個(gè)難題。“不可降解”和“可降解”提法本身也不嚴(yán)謹(jǐn)，存在偏頗，即不能把塑料可否降解當(dāng)作一種“非0即1”的取舍。從時(shí)間上將塑料降解分為“短時(shí)降解”“長時(shí)降解”；或按難易程度分為“易降解”“難降解”，似更為合理，更為科學(xué)。

微塑料及其在環(huán)境中的循環(huán)

        正在影響人類的健康       

有必要指出，就“禁止使用不可降解一次性塑料制品”而言，要真正立法并予以實(shí)施，需要更多方面配套政策和措施統(tǒng)籌：一如是否有足夠的可降解塑料制品生產(chǎn)并投放市場以替代現(xiàn)有一次性制品使用需求？二如可降解塑料制品與原有不可降解（難降解）制品的市場價(jià)格競爭力如何？再如可降解塑料制品的回收與降解處理場地與設(shè)備如何配置？又如可降解塑料原料獲取與制備過程是否更節(jié)能、更綠色？等等。

基于現(xiàn)實(shí)，若要逐步實(shí)施“禁止使用不可降解一次性塑料制品”，似更有必要大力推動(dòng)塑料使用方式的變革，減少并限制“一次性塑料制品”的生產(chǎn)和使用，倡導(dǎo)“多次使用”“長期使用”。此倡導(dǎo)將對塑料制品丟棄量的減少產(chǎn)生線性甚至指數(shù)正相關(guān)效果，這對實(shí)現(xiàn)塑料更加綠色、更加環(huán)保的可持續(xù)應(yīng)用，不失為一種科學(xué)的理念和策略。從材料科學(xué)的分子設(shè)計(jì)到工程技術(shù)角度，塑料經(jīng)多次使用或長期使用后，若能做到“引發(fā)降解(Initiated  degradation)”并達(dá)到“可控降解(Controlled  degradation)”，應(yīng)成為追求并實(shí)現(xiàn)的理想目標(biāo)。

特別指出兩點(diǎn)：一是夸大并渲染降解塑料（塑料降解）產(chǎn)業(yè)的重要，將塑料研究和產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向可降解塑料領(lǐng)域，盲目跟風(fēng)上項(xiàng)目，將對我國高性能多功能塑料的研發(fā)尤其是解決若干卡脖子的高端塑料專用料的研發(fā)產(chǎn)生沖擊，會(huì)對我國塑料工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生誤導(dǎo)；二是將非石油基、生物基原料產(chǎn)生開發(fā)的目的局限于可降解一次性塑料制品的制備生產(chǎn)，是短視的，缺少遠(yuǎn)見的。非石油基、生物基原料用于制備高性能非一次性使用塑料制品是具有重要科學(xué)價(jià)值和廣闊市場前景的新領(lǐng)域。