白色污染与绿色化学
摘要：
自从化学工业兴起至今，化学制品已经渗透到生活的日常生活中的方方面面。1868年人类制成第一种塑料以后塑料制品相继产生。泡沫塑料凭其优越性能，在包装、一次性餐具以及建筑管道的保温等方面得到广泛应用。然而由于大量无法降解的塑料制品的使用，导致了世界上最严重的污染——白色污染。随着“白色污染”的日益严重．白色垃圾成堆的环境已引起社会普遍关注和强烈反响，英国《卫报》评出“人类最糟糕的发明”，塑料袋不幸“荣获”这一称号。而解决白色污染在有力、也最长远的可持续发展的手段就是绿色化学。
关键词
1.白色污染 2.现状 3.绿色化学 4.展望
一、白色污染
1.白色污染的定义
所谓的“白色污染”，是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。是一次性难降解的塑料包装物，它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物。因为塑料废弃物多为白色，所以得出这个名称。
2.白色污染的现状
在确保人们饮食健康以及适应快节奏生活等方面发挥了很大的作用。人是消费者。同时也是污染的制造者。据资料显示：
1、我国2003年合成塑料树脂的年产量约1300万吨，海关记录在案的进口合成树脂为1300万吨。同时还进口了300万吨塑料废料作为原料，实际总量约3000万吨。若按20％的淘汰率计算，每年可产生约600万吨的废弃塑料。
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2、2007年中国塑料消费量为4 578万吨，进口废塑料为684万吨。
3、塑料购物袋是日常生活中的易耗物品，中国每年都要消耗大量的塑料袋。据中国塑料加工工业协会统计，我国塑料废弃量每年超过300多万吨，全国仅每天买菜都要用掉10个亿个塑料袋，其他各种塑料袋的用量每天在20个亿以上。
4、2007年末，中国连锁经营协会和商务部联合发布的国内首部《超市节能问题报告》显示，我国快速消费品零售全行业每年消耗的塑料袋约为500个亿个。
5、塑料袋生产消耗大量不可再生能源——石油。据估计，我国仅生产塑料袋一年消耗石油达500万吨。
6、全国每年快餐盒用量在120亿只左右，方便面以及快餐碗30亿只左右，一次性杯子80亿只左右。各种一次性托盘用量在50亿只左右
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3.白色污染的危害
“白色污染”已成为当今严重的环境污染源之一，也是困扰全球环境的一大难题。废塑料制品对环境主要有两种危害，即“视觉污染”和“潜在危害”。散落在环境中的废塑料制品，
严重的破坏市容、景观，尤其是在城乡结合部、旅游区、水体中、铁道沿线、公路两旁、田间地头以及树梢上等到处散落的废塑料，更是给人们的视觉带来不良刺激，影响城乡和风景点的整体美感。
最重要的污染不是对人类视觉的影响，而是废塑料制品进入自然环境后很难完全自然降解而带来的长期的深层次的环境问题。首先，废塑料制品混在土壤中会阻碍农作物根系生长。破坏土壤理化性能，导致农作物减产。其次，弃置于陆地或水体中的废塑料制品，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。第三，进入生活垃圾中的废塑料制品很难处理。如果将其填埋会占用土地，且长时间不降解；如果进行焚烧会对大气造成一定的污染，特别是有些含氯塑料在高温加热时会产生“二恶英”等致癌物质。
5.白色污染物的治理现状
世界各国已经被难缠的“白色污染”困扰多年，对于抵制“白色污染”更是各出奇招。 美国的旧金山市是美国第一个封杀塑料袋的城市。2007年3月27日，美国旧金山市议会通过一项法案，限令旧金山的超市、药店等零售商分别在6个月和1年内停止使用化工塑料袋。
韩国政府从1999年起要求全国商场超市不再免费提供塑料袋和纸质购物袋。为推行和宣传这项措施，韩国政府当时在全国张贴了10万张宣传画，分发了20万份宣传册和6.5万个环保购物袋。 2007年12月31日，国务院发出通知，要求从2008年6月1日起，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于O．025毫米的塑料购物袋。
世界上其它国家也酝酿出台相关的法律法规，遏制“白色污染”。法国将从2010年元旦起，在全国范围内禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亚环境、遗产和艺术部长彼得·加勒特宣布，澳大利亚的超级市场将分阶段停止使用塑料购物袋，这项计划将于2008年底前开始实施。 但是即使各国政府付出了很大的能力，世界上白色污染并没有减轻的趋势，每年全球的塑料废弃物仍以每年30%的速率在增长。白色污染尚未得到有效治理。
二、白色污染的治理——绿色化学
1.绿色化学的要求
绿色化学是从环境友好的角度出发，坚持合理利用资源和能源、降低生产成本、符合经济可持续发展的原理和方法，从源头消除污染。
2.绿色化学解决白色污染问题的手段
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从绿色化学的角度考虑，解决这一问题，需要从两个方面着手： 一方面使用过的难降解的塑料制品要想方设法回收再利用； 另一方面要研制开发易降解的塑料产品，包括光降解、微生物降解以及可控光降解结合微生物降解等。
大致可通过以下几种形式缓解白色污染的问题。 1．1回收利用
1．1．1直接再生利用
显然这一方法符合绿色化学要求。根据原料不同，有3种直接再生利用的方法：(1)不需分捡、清洗等预处理，直接破碎后塑化成型。(2)必须经过清洗、干燥、破碎后造粒或直接塑化成型。(3)再生前须特别预处理。直接再生制品性能欠佳，一般只做档次较低的塑料制品。 1．1．2改性再生利用 【6】
将再生料通过机械共混或化学接枝进行改进的技术。如增韧、增强、复合、活化、高联等，使再生制品的力学性能得到改善和提高，可以作为档次较高的产品。改性再生利用的工艺路线较复杂，有的需要特定的机械设备。湖南大学的谢朝学等同学研制的利用泡沫塑料制轻型保温隔热建筑材料，取得了良好的效果 I．2热分解法
热分解法就是将高聚塑料废弃物在高温条件或低温催化的条件下分解，使其回到低分子量状态，从而把长链的高聚物转变成了短链的不饱和烃的方法。这样得到的不饱和烃可以用来重新制造其他产品。此方法可用于处理PE和(聚丙烯)PP制品的混杂回收物。但对于那些含氯的塑料制品需分开处理，这种方法可用于反复处理高聚塑料废弃物。 1．3焚烧法
1．3．1废塑料催化裂解制燃料油
将塑料废弃物收集起来，通过热裂化得到汽油、柴油等液体燃料。这样既减轻废塑料对环境的污染，又节约资源，变废为宝。在这一方面的技术日臻完善，已产生了好多专利技术Hd】。冀星等总结了废塑料油化技术的应用现状与前景一】。四川大学化学系李晓祥、石炎福、余华瑞通过试验表明：混合废塑料经过催化裂解制得的90#汽油和0舟柴油的质量均达到国家标准。油品品质好坏主要由废塑料的种类、催化剂和催化改性温度3个因素决定。 1．3．2回收热能
对于难以分捡的混杂型废旧塑料，将其作为燃料焚烧具有明显优点：不需繁杂的预处理，也不需与生活垃圾分离；其生热值与相同种类的燃料油相当；残渣较少，密度较大，易于填埋处理。 据统计，PE分子燃烧热为46．63GJ／kg，PP的燃烧热为43．95GJ／kg，PVC的燃烧热为18．06GJ／kg。可见，PE、PP、PVC的燃烧热非常大。因此，可以利用焚烧法来处理并充分利用其放出的热量H’。焚烧法就是将塑料废弃物集中起来置于焚烧炉中焚烧，充分利用放出的热量而将塑料废弃物处理的方法。
但是，我们必须得考虑一些持久性有机环境污染物的生成
以及这些燃烧产物对人类和生态环境的潜在危害¨叫(如PVC燃烧产生HCI，聚丙烯腈(PAN)燃烧产生HCN，聚氨脂燃烧时也产生氰化物等)，需要在焚烧炉 上安装污染气体的吸收装置，以实现整个流程的绿色 化。
1．4溶解法
溶解法就是根据聚合物的耐熔性与极性等有关性质，将这些高聚塑料废弃物溶解在与其极性相当的溶剂中的方法。溶剂和聚合物的极性可以用相应的溶度参数表示。 1．5研制开发可降解塑料产品
要想从根本上解决白色污染，需从源头上解决这些塑料的难降解性的问题。同时，也应该注意降解前后物质的毒性，要尽可能通过降懈达到绿色化学的目的。 1．5．1光降解
我们既要考虑塑料产品的耐老化度，又要考虑它们的可降解性。因此，在制造塑料产品时，根据产品的主要用途，研制开发光稳定剂，通过控制加入量，塑料废弃物在一定时间内得到降解。另一种方法就是在合成塑料产品时加入一些光敏基团的单体。某些过渡金属化合物、如：硬脂酸铁、二茂铁衍生物和铁的烷基化合物，还有重金属盐是常用的光敏剂，可使其与该产品的基本原料的单体聚合。另外，可将一些增感剂加入聚合物中。这种增感剂会在紫外线的照射下使高聚物活化，进而促使塑料废弃物的分解。比如：可添加过渡金属化合物，二硫代氨基甲酸盐配体在紫外线的照射下生成活性极高的硫代氨基甲酰自由基，它可以促使PE、PP、PVC、PS变成光分解性聚合物。同时，加入一些“定时”的光敏剂，如铁钴镍的螯
合物。在紫外线引发之前不会分解，反而会增强它的稳定性。因此，可以通过调整和控制光敏剂的比例来实现这些塑料废弃物在一定时候通过光解达到绿色环保的目的。 2．5．2生物降解塑料
利用细菌、酶或各类微生物侵入、吸收、破坏等作用，使塑料分子断链、裂化和崩坏。生物降解塑料根据其降解机理和破坏形式，可分为完全生物降解塑料和生物崩坏性(致劣性)塑料两种。至今还未普遍达到实用阶段，在研究开发、市场、应用等方面还存在许多问题¨“。其主要有以下四种类型：天然高分子型，利用纤维素、淀粉、木质素、甲壳质等多糖类天然高分子或将其与合成高分子接枝制得的生物降解塑料；共混型，将淀粉与降解添加剂加入聚酯等通用塑料制成的生物降解塑料；微生物生产的可降懈塑料，英国ICI公司以葡萄糖作为碳源进行菌种培养，向氢细菌供给丙酸、产生出了3一羟基丁酸与3一羟基戊酸共聚酯P；成高分子型，如聚乙酸内酯，即可为微生物降解。大连理工大学王奕等详细介绍了有机化学物质生物降解的测定方法及评价¨”。 1．5．3可控光降解结合生物降解塑料
具有可控光降解与生物降解双重降解功能的塑料是近年来开发的一种新型降解塑料。它的特点是先使聚烯烃地膜发生光降解，大分子链迅速断裂，分子量迅速降低，然后发生生物降解。聚烯烃的生物降解过程比较复杂，热、紫外光、应力和水等皆可影响生物降解。
实地实验表明，当聚乙烯残体的平均分子量在104以上时，微生物(土壤中)对其作用很小，甚至不起作用。由此可见，可控光降解的程度是影响微生物降解的关键，这也表明降解塑料具有双重降解功能的技术先进性和实效性。
3.应用绿色化学治理白色污染的展望
从科学的观点来看，绿色化学是从环境友好、经济可行的绿色化学产品出发，研制开发符合原子经济性的原料来完成绿色目标产物的有关合成。
从经济的观点来看，绿色化学为我们提供了合理利用资源和能源、降低生产成本、符合经济可持续发展的原理和方法。
从环境的观点来看，绿色化学提供了从源头消除污染的方法，使原来的“先污染后治理”转变成“不产生污染、从源头根除污染”的路线。 绿色化学治理白色污染的前景是光明的，它将会成为一种新型的治理模式。如果全世界的国家以及企业、个人能够投入绿色化学的建设中，积极开发生产塑料，降解塑料的的新技术，并将绿色化学产业化， 绿色化学一定能够创造一个绿色的天地。
结语
随着白色污染问题的不断恶化和人类对其环境的重视，消除白色污染愈来愈受到人们的重视。完全生物降解高分子材料由于其生产成本太高，用途难以进一步扩大，而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后，残余的碎片并不能完全降解，其分解产物是否会造成二次污染尚不明确。如何解决目前的环境问题，笔者认为首先应强调废旧塑料的回收、分类、加工，使有限的资源循环利用；其次是强调全民行动起来，响应号召，拒绝使用一次性塑料袋，改用温馨可爱结实耐用可长期使用的布袋。相信在不久的将来，白色污染物从我们身边永远消失不见„„
参考文献
【1】、【5】《中国“白色污染\"现状及解决对策研究》董金狮
链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7002172.aspx
【2】、【3】、【4】《中国治理\"白色污染\"在行动》吴宇
【6】、【7】《白色污染的绿色化进展》 王绍梅， 陈志强， 武志富
链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jiaozdxxb200502018.aspx
《\"白色污染\"的综合治理》谢汝文， 林越展， 薛可平， 李晓
链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_slkj200103012.aspx
