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Peuvent les plastiques dégradables résoudre le problème de l'emballage jetable| Source : pexels.com

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Les plastiques « dégradables » sont devenus une nouvelle tendance de protection de l'environnement. Cependant, de production et d'utilisation au tri et au traitement, les problèmes provoqués par « dégradable » sont bien davantage que résolus. Non seulement le coût est haut, mais également pas aussi durable que les plastiques traditionnels ; Après transformation en déchets, il a besoin toujours de collection classifiée très détaillée et d'environnement de terreautage industriel pour réaliser vraiment la « dégradation ». Cependant, il est difficile fournir ces deux conditions dans la plupart des secteurs, ainsi nous avons la raison à douter qu'elle devrait sortir du laboratoire et se déplacer vers l'application à grande échelle.

Écrit par Yang Jinqi

Rédacteur responsable : Feng Hao

●le ●● afin de faire bon accueil 2022 aux Jeux Olympiques prochains d'hiver de Pékin, Sinopec a annoncé que son pétrole filiale de Pékin donnera 100000 sachets en plastique dégradables à la ville de Zhangshanying, où le secteur de concurrence de Yanqing des Jeux Olympiques d'hiver est localisé, afin de réduire la pollution en plastique pendant l'opération des jeux. Le matériel de ces sachets en plastique est PBAT (copolymère d'adipate de butanediol et de téréphtalate de butanediol), qui peut être dégradé sous composter des conditions. Avec l'amélioration de la sensibilisation du public de la pollution en plastique, des plastiques dégradables sont considérés comme la touche fonctions étendues pour résoudre la pollution blanche.

Cependant, de plus en plus les études commencent à remettre en cause l'efficacité des plastiques dégradables comme solution à la pollution en plastique. Par exemple, dans quelles circonstances les soi-disant plastiques dégradables peuvent-ils être dégradés ? Quel impact a-t-elle sur le système actuel d'installation de traitement des déchets ?

Avant de répondre à ces questions, nous pourrions aussi bien jeter un coup d'oeil au concept, au principe, aux conditions et à l'application pratique actuelle « des plastiques dégradables ».

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Quel est plastique dégradable ?

Parler de la dégradation sans conditions est comme parler de la toxicité sans dose.

Les conditions du degradability incluent beaucoup d'aspects - la température, l'humidité, l'oxygène, la population microbienne, etc. en outre, le facteur temps est crucial. Des plastiques basés fossiles ordinaires, tels que les bouteilles en plastique communes, peuvent également être dégradés dans l'environnement naturel après 450-500 ans, mais c'est sans signification pour la protection de l'environnement que nous parlons.

De la perspective de la structure moléculaire matérielle, le processus de dégradation interfère réellement la constitution chimique des plastiques généraux, c.-à-d., le lien à longue chaîne de carbone du polyester est décomposé en chaînes courtes, et puis en dioxyde de carbone, eau et biomasse, afin de retourner sans risque au cycle matériel de la nature.

La plupart des plastiques communs sur le marché sont les plastiques non dégradables, tels que le polypropylène (pp), le téréphtalate d'éthylène (ANIMAL FAMILIER), le polychlorure de vinyle (PVC), etc. Elles peuvent être réutilisées, mais si jeté en décharges, il prend généralement des centaines d'années pour dégrader.

Il y a généralement deux manières de dégradation en plastique, de dégradation photooxidative et de biodégradation. En raison de la grande polémique au-dessus de la dégradation oxydante de photo (suivant les indications de la table ci-dessous), ce document se concentre sur la biodégradation.

La dégradation oxydante de photo (oxo dégradable) accélère généralement la fragmentation des plastiques basés fossiles traditionnels sous l'oxygène, la lumière ou la haute température en ajoutant des additifs. Bien que les plastiques dégradables oxydants de photo puissent être réduits ou même invisibles en fragments à l'oeil nu dans quelques mois ou années, les plastiques réduits en fragments deviendront graduellement les plastiques micro (particules habituellement en plastique avec la dimension particulaire moins de 5mm) dans l'environnement. Actuellement, il n'y a aucune preuve que des plastiques micro peuvent être complètement dégradés en peu de temps. Par conséquent, la dégradation de l'oxygène de photo est controversée et suspectée « du vert de lavage ».

En outre, les plastiques dégradables oxydants de photo ne sont durables dans la pratique, et peuvent ni être réutilisés ni après utilisation composté. Au contraire, ils interféreront les deux méthodes de traitement - réduire la représentation des plastiques réutilisés et polluer des produits de compost. Les marques importantes autour du monde (tel que monolevier, pepsi-cola), des instituts de recherche et des établissements d'assistance sociale publique proposent maintenant d'interdire la production de ce plastique, jusqu'à ce qu'évidemment elle puisse être complètement dégradée en peu de temps.

La biodégradation se rapporte à la conversion complète des matériaux dans le dioxyde de carbone et l'eau par l'action microbienne dans un environnement spécifique. Les micro-organismes qui peuvent convertir des chaînes de short de polyester en dioxyde de carbone incluent des bactéries, des champignons et des protozoaires, et une enzyme sécrétée par elles peuvent décomposer des liens de polyester.

Actuellement, il y a plus de 20 genres de plastiques biodégradables sur le marché. Les gens le confondent souvent avec des bio plastiques basés (composants des ressources biologiques renouvelables). En fait, les plastiques biodégradables peuvent être bio basé ou fossiles basés (des composants des ressources fossiles non renouvelables).

Les bio plastiques basés emploient souvent le manioc, le maïs et la canne à sucre en tant que matières premières. Il devrait être clair que non tous les bio plastiques basés soient biodégradables. Par exemple, le bio PE produit à grande échelle avec la canne à sucre en tant que matière première au Brésil n'est pas biodégradable. La plupart des plastiques basés fossiles ne sont pas biodégradables. Naturellement, il y a des exceptions, telles que le polycaprolactone (PCL), le succinate de polybutylène (PBS) et le copolymère de l'adipate de butylène et du téréphtalate de butylène (PBAT).

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Trois types de plastiques biodégradables qui peuvent être produits à grande échelle

Selon le rapport européen de données du marché de bioplastics, en 2019, toute la capacité de production globale de plastiques biodégradables a atteint 1,17 millions de tonnes, expliquant 0,3% de la sortie annuelle globale des plastiques (360 millions de tonnes). Actuellement, il y a trois types principaux de production commerciale à grande échelle.

On est les plastiques d'amidon et l'acide polylactique (PLA) avec de l'amidon d'usine en tant que matières premières [10]. L'amidon est rendement bon marché et élevé et processus simple. L'inconvénient est qu'il n'est pas imperméable et dépend des cultures vivrières en tant que matières premières, occupant un grand nombre de terre cultivée. Actuellement, l'industrie étudie également l'extraction des matières premières d'agricole et des déchets industriels (tels que les épis et la cellulose de maïs).

En second lieu, les copolyesters acides dibasiques de diol (PBS, PBSA, PBAT, ci-après désignés sous le nom des plastiques de PBS) avec des sous-produits de pétrole ou des matières premières biologiques, et la capacité de production de tels plastiques augmente également d'année en année.

Le tiers est les esters acides polyhydroxyfatty (PHA), qui sont synthétisés par des micro-organismes avec des sucres ou des pétroles en tant que matières premières pendant la fermentation. Actuellement, la capacité de production est encore petite, seulement 25000 tonnes dans le monde. Cependant, parce qu'elle est semblable au PLA et a le potentiel d'employer les sous-produits agricoles et d'autres déchets organiques en tant que matières premières, la perspective de PHA est très prometteuse.

Actuellement, le prix des plastiques biodégradables est généralement plus élevé que celui des plastiques traditionnels, mais avec l'effet d'échelle apporté par l'augmentation de la capacité de production et l'impact des fluctuations de prix du pétrole sur les plastiques traditionnels, le prix des plastiques biodégradables devient de plus en plus concurrentiel sur le marché.

Jia Xinnan, un docteur de l'écologie marine polaire à l'université de Tasmanie en Australie, a dit à des intellectuels que la forme la plus commune de plastiques dégradables en Chine est film, particulièrement dominé par l'essai et la promotion de la feuille de plastique dégradable. Dans les zones urbaines, elle est la plus très utilisée dans les supermarchés, les sacs à provisions et l'emballage alimentaire.

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Plastique dégradable, est-il vraiment facile de dégrader ?

Si des déchets en plastique ne peuvent pas être effectivement rassemblés et dispersés dans l'environnement naturel, ils causeront des effets négatifs extrêmement sérieux. Les méthodes de traitement communes de déchets en plastique rassemblés incluent la décharge, l'incinération, la réutilisation et la dégradation.

Décharge

La décharge est la moins méthode de traitement idéale, qui non seulement pollue l'environnement et menace la santé publique, mais libère également le méthane ainsi que d'autres déchets organiques après que les plastiques biodégradables soient mis en décharge. La contribution du même montant de méthane à l'effet de serre est 25 fois qui du dioxyde de carbone, aggravant le changement climatique. En raison du manque de la température, d'humidité et d'autres conditions exigées pour la dégradation en plastique, il n'y a pratiquement aucune différence dans le « degradability » entre les plastiques biodégradables et les plastiques non dégradables en décharges.

Wang Jun, vice-président technique de branche de réutilisation en plastique d'association de résine synthétique de la Chine, a dit des intellectuels, « même si on le suppose que les plastiques dégradables ont besoin seulement de 20 ans pour dégrader en nature, qui est beaucoup plus courte que les plastiques non dégradables, cependant, pendant les 20 années quand ils n'ont pas été complètement dégradés, le mal à l'écologie naturelle et la biologie n'est pas différente d'autres plastiques. »

Brûlure

L'incinération pour la production ou le chauffage d'électricité est meilleure que la décharge, considérant particulièrement que la valeur calorifique des plastiques basés fossiles est plus haute que celle du charbon. Ne fût-ce que de la perspective d'utilisation d'énergie, la combustion des plastiques utilisés est plus efficace que brûlant d'autres sources d'énergie non renouvelables (charbon, pétrole et gaz naturel).

Cependant, l'équipe de recherche de l'université de Tongji a trouvé les plastiques micro difficiles dans les scories de l'incinérateur]. La recherche a estimé que 360000 | 102000 particules en plastique micro pourraient être produites par tonne de déchets mise dans l'incinérateur. En d'autres termes, même l'incinération ne peut pas résoudre le problème de la pollution en plastique une fois pour toutes. D'ailleurs, de la perspective des ressources, l'incinération en plastique est également très inutile. Les deux plastiques non dégradables et plastiques dégradables sont forcés pour raccourcir leur durée de vie. Comparé à la transformation en plastiques réutilisés par le lien de réutilisation a mentionné ci-dessous, ils perdent la possibilité de réutilisation.

Récupération

Comparé au traitement simple et brut des ressources par incinération, la réutilisation est une solution largement préconisée pour les déchets en plastique. Des plastiques non dégradables basés par fossile (tels que l'ANIMAL FAMILIER) peuvent être réutilisés à grande échelle et mis dans la production des plastiques ou des produits textiles. Chang Xinjie, vice-président des affaires circulaires d'économie de groupe de taolang, un tri basé par Norvégien et réutilisation du fournisseur de solution, a dit des intellectuels, « la réutilisation de bouteille d'ANIMAL FAMILIER est devenue une large échelle en Chine. Selon l'évaluation de Tao Lang, le taux de collection a atteint 85% ; actuellement, des plastiques dégradables sont principalement remplacés par des matériaux dans les scénarios anciens d'application, sans considération de collection et de la réutilisation de courrier-utilisation, ainsi ils ne sont pas nécessairement meilleurs que les plastiques recyclables traditionnels. »

Chang Xinjie a présenté qu'actuellement, l'équipement de tri optique de beaucoup de sociétés de post-traitement peut identifier les matériaux biodégradables tels que PBAT et PLA de pp et de PE. Cependant, le problème est que beaucoup de produits ne sont pas les matériaux simples. Les différents fabricants peuvent mélanger différents matériaux tels que le PLA, le PBAT et l'amidon dans leurs produits, et la proportion est différente. L'équipement actuel ne peut pas être une identification visée, qui apporte plus de problème au tri postérieur.

Chang Xinjie a dit : « actuellement, la quantité de plastiques dégradables entrant dans le système de réutilisation en Chine est petite, mais si les plastiques dégradables sont très utilisés à l'avenir, et les normes d'entrée de produit et la classification de rebut ne sont pas stricte et assez très bien, puis les plastiques dégradables sont susceptibles de se mélanger à des plastiques réutilisés et de perturber même le processus de réutilisation entier. »

Selon le principe semblable, l'emballage alimentaire d'étude générale (tel que la tasse de papier jetable) se compose de matériaux composites. Il y a une couche de feuille de plastique pour la preuve imperméable et d'huile. S'il ne peut pas être séparé effectivement, le papier affectera également la réutilisation en plastique.

Dans la pratique, l'après utilisation biodégradable de plastiques doit entrer dans les canaux de soutien de dégradation pour avoir l'occasion d'accomplir leur mission de dégradation. Cependant, Chang Xinjie a indiqué qu'actuellement, il restent peu de tels équipements de soutien en Chine.

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Les plastiques dégradables actuellement ne peuvent pas former une boucle bloquée matérielle

Wang Jun croit que les plastiques biodégradables sont très non mûrs, ou un pseudo concept le plus souvent.

La raison est que le concept de la « dégradation » dans l'esprit des personnes vient de l'observation de la nature. Par exemple, des organismes tels que le bois peuvent être complètement dégradés par les micro-organismes naturellement existants pour devenir la nutrition d'autres organismes et pour former une boucle bloquée matérielle. Actuellement, c'est les polymères artificiels « biodégradables » tels que des plastiques sont des polymères de polyester, qui ont besoin des conditions spécifiques d'hydrolyse pour la première étape de la dégradation chimique avant qu'ils puissent être digérés par des micro-organismes.

« C'est différent de la dégradation naturelle. Avant que la nature ait évolué des micro-organismes avec des plastiques synthétiques comme source directe de nourriture, les plastiques synthétiques ont pris la route en circuit fermé naturelle, c.-à-d., le lancement des plastiques à la nature pour la dégradation et l'absorption n'est pas une approche responsable à l'environnement, » Wang Jun a dit.

Les plastiques dégradables ont étudié dans le laboratoire peuvent apprécier la température appropriée, l'humidité et la population microbienne riche pour aider le processus de dégradation. Cependant, pour sortir du laboratoire, les plastiques dégradables font face à un vrai « passage de montagne » -- classification, collection et traitement -- tout le lié et indispensable.

Actuellement, le système de classification de déchets dans les villes domestiques ne peut pas réaliser le stockage et le transport distincts des plastiques dégradables. Si toutes sortes de plastiques entrent dans l'usine d'incinération par la même manière, les consommateurs perdront l'importance de la protection de l'environnement en payant des prix élevés les plastiques biodégradables.

En d'autres termes, supposant que le système de rebut de séparation est strictement mis en application, les équipements principaux de dégradation doivent également remplir les conditions de la biodégradation (l'oxygène est généralement exigé pour la dégradation efficace, la haute température du ℃ 50 et l'humidité de 55%). Actuellement, la plupart des équipements domestiques de digestion anaérobie pour des déchets de cuisine ne peuvent pas effectivement répondre aux besoins de la biodégradation, tels que le manque de l'oxygène.

Le terreautage est la manière la plus commune de la dégradation.

En conclusion, le polyester peut être transformé en dioxyde de carbone, eau, sels minéraux et biomasse par le processus biologique, et pas des substances toxiques à l'environnement naturel (l'eau, sol) ou les animaux et végétaux seront produits. Selon la norme d'UE, dans l'état du terreautage industriel, les matériaux compostables doivent être complètement décomposés par les micro-organismes naturellement existants et remplir quatre conditions : (1) les ingrédients doivent contenir la matière organique plus de 50%, et le contenu des métaux lourds ne dépasse pas la norme ; (2) sous composter des conditions, 90% des matériaux doivent être complètement dégradés dans les six mois ; (3) sous composter des conditions, il doit être réduit en fragments à une taille imperceptible à l'oeil nu d'ici 12 semaines. (4) produits de compost sont inoffensifs à la croissance de plantes et la germination (et les vers de terre).

Actuellement, il est difficile de vérifier l'authenticité de soi-disant produits compostables, et le système de terreautage industriel standard global est loin moins que la sortie de tels plastiques. Ces paquets « verts » avec les labels dégradables couleront toujours dans l'environnement naturel, tel que l'eau ou le sol.

Wang Jun croit que « il est plus facile réduire en fragments les plastiques dégradables que les plastiques ordinaires. S'ils écrivent l'environnement à grande échelle, il est impossible presque à être rassemblé encore, et le problème de la pollution en plastique sera plus sérieux. « Même si le problème du traitement principal est temporairement ignoré, les plastiques dégradables ont des limitations dans l'étape d'utilisation. Wang Jun a expliqué que l'immaturité des plastiques dégradables comparés aux matériaux dégradables naturels est que la dégradation des matériaux naturels a un mécanisme de « commutateur ». « Par exemple, les feuilles ne dégradent pas quand elles sont sur des arbres, et la dégradation se produit seulement après qu'elles tombent, c.-à-d., après la fin du cycle de vie. » il croit que les plastiques « biodégradables » n'ont pas ce mécanisme, et il fait face à une « utilisation » et « les plastiques dégradables ne sont pas aussi durables que les plastiques non dégradables traditionnels, ni aussi dégradable que tous les matériaux naturels, » Wang Jun a dit.

Les êtres humains ont vécu sur la terre pour des millions d'années, et la vulgarisation d'utiliser-et des plastiques a seulement eu lieu au siècle dernier. Avant que des plastiques aient été employés à grande échelle, les relations entre les personnes et l'emballage de produit n'étaient pas identique que maintenant. La nourriture avec la durée de conservation courte a été souvent vendue en vrac près de l'origine ; les gens ont pris leurs propres pots d'huile et sacs de riz aux magasins de grain et d'huile pour acheter des rations ; le thé et les biscuits exquis avec une plus longue durée de conservation ont été empaquetés dans des boîtes exquises en métal, plus dont ont été partis par le propriétaire d'autres utilisations.

Le plastique nous a assurément apporté beaucoup de commodité, mais non tout le conditionnement en plastique est nécessaire.

Le « plastique est le produit des êtres humains. Nous ne devrions pas compter sur la nature pour résoudre les problèmes provoqués par des êtres humains. Puisque nous rendons en plastique, nous devrions essayer notre meilleur pour le faire former une boucle bloquée et le séjour dans le cycle de système humain, plutôt qu'écrivent le cycle de système naturel, » Wang Jun a dit.

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La politique change

Avec les défis croissants des plastiques dégradables dans la pratique, la Commission le 8 septembre 2021, de développement national et de réforme et le ministère de l'environnement écologique a publié le plan d'action pour le contrôle de la pollution en plastique dans le 14ème plan quinquennal (le « plan ») - pour améliorer le système de contrôle à chaînes entier de la pollution en plastique, favoriser la réduction de production en plastique et l'utilisation à la source, et favorise les substituts en plastique scientifiquement et solidement.

Dans le « plan », on lui propose de considérer entièrement la ressource et l'impact sur l'environnement des produits en plastique dégradables dans le cycle de vie entière, d'étudier le mécanisme et l'impact de différents types de plastiques dégradables, et d'évaluer scientifiquement leur sécurité et contrôlabilité environnementales.

Wang Wang, vice président exécutif de branche de réutilisation en plastique et de branche réutilisée d'ANIMAL FAMILIER d'association de résine synthétique de la Chine, a analysé des intellectuels et a dit que ce « plan » qu'il montre que le niveau de politique vers les plastiques dégradables, c.-à-d., l'impact sur l'environnement de cycle de pleine vie, mécanisme de dégradation et la contrôlabilité de sécurité des plastiques dégradables ne sont pas claire, et il y a développement désordonné et expansion sans visibilité de capacité de production, qui devrait être corrigée.

Par exemple, on lui propose dans le « plan » que l'industrie du plastique dégradable devrait développer dans une disposition ordonnée et rationnelle, ses champs d'application doit être normalisé, et les conditions de dégradation et les méthodes de disposition doivent également être clairs. Le signal de politique peut être compris comme : « il n'est pas approprié à la promotion à grande échelle et l'application des plastiques dégradables actuellement », Wang Wang a conclu.