據我所知塑料與鋼鐵、木材、水泥一起共同構成了現代工業四大基礎材料,在國民經濟發展中占有重要地位。塑料具有材料綜合性能優異,加工方便,生產和使用中可以顯著節約能源等優點,使其被廣泛應用于工農業及人們的日常生活之中。隨著塑料工業的蓬勃發展及其大規模的使用,廢舊塑料制品與塑料垃圾帶來的環境污染也日趨嚴重,塑料制品的廢棄與處置已引起一系列環境問題,“白色污染”已成為家喻戶曉的塑料材料污染環境的代名詞,并成為全球矚目的環境公害。正確認識廢棄塑料對環境的影響,積極研究它們的處理、處置工藝,對保護環境、資源利用都具有重要意義。

1 廢舊塑料產生的環境影響

1.1廢棄塑料包裝物引起的“白色污染”

塑料以其價廉及成型方便而被大量用作各種產品的包裝物,隨著現代塑料工業的發展及消費水平的提高,大多數為一次性使用品,用后即棄,造成環境污染。例如,用作家用電器、工業儀器儀表等包裝物及快餐盒、飲料杯等的白色發泡聚苯乙烯塑料,其特點是體積大,重量輕,不腐爛,不分解,被人們用后拋棄,引起鐵路沿線、江河航線、城市及風景點到處是白色泡沫,嚴重影響環境和市容衛生,被人們稱為“白色污染”。

據文獻報道,1995年我國塑料制品總產量近700萬噸,其中用于包裝物約170萬噸,這些包裝物用后約有50萬噸作為固體廢物進入城市固廢處理系統,另一部分則被用戶隨手亂扔,形成塑料垃圾。這些塑料垃圾亂棄于繁華城市、旅游景點的路旁、綠地或林蔭樹上,破壞城市風景,影響市容市貌;在多風城市,亂棄的塑料袋隨風起舞,對城市供電系統造成極大威脅,1996年天津電業部門因塑料袋纏繞架空供電線上造成短路事故就有十多起;包裝食物、飲料的塑料包裝物是蚊、蠅和細菌賴以生存和繁殖的溫床,極易引起病菌傳播,影響環境衛生和城市公眾的身體健康。

1.2廢棄塑料填埋處理對環境的影響

作為垃圾送入城市垃圾填埋場填埋處理是目前處理廢舊塑料的主要方法。隨著塑料工業的飛速發展,廢棄塑料產量與之成正比,由此引起的環境問題日益突出。首先是垃圾填埋侵占有限耕地,嚴重浪費國土資源。二是塑料垃圾填埋后經久不腐,殆害未來。耐腐蝕抗細菌本是塑料制品的一大優點,但它們成為垃圾后卻成為科學家們頭痛的難題,在無空氣無光照的情況下,微生物難以分解有機物,塑料垃圾在填埋中需200年后方能分解殆盡。三是填埋后塑料垃圾經雨水長期沖刷,使大量有害物質帶入人類的生活環境,造成對子孫后代的危害。由上述所見,采用填埋法處理塑料垃圾對環境的污染是一種長期效應,在實際處置中應避免使用這類方法。

農用地膜的使用為農業生產帶來了較大的發展,但地膜使用后的破碎亂丟也對土壤造成了很大的危害,薄膜碎片對土壤形成阻隔層,使耕地劣化,阻礙植物根系發育和對水分、養分的吸收,使土壤毒化。

1.3廢棄塑料焚燒處理對環境的影響

為解決填埋法占地、費用高以及對環境的長期性破壞,不少國家都在積極開發焚燒廢棄塑料設備,并利用焚燒所產生的熱量進行發電,達到資源再利用。然而,這種貌似簡單易行的方法卻隱藏著極大的危害。

塑料在熱分解過程中,聚合物發生裂解,釋放出大量的有害氣體,如聚苯乙烯塑料在80℃以下可保持物質組成不變,當溫度超過280℃時,其分子量開始下降,產生揮發性氣體,氣體中含苯乙烯單體44%,雙體22%,三體及少量的甲苯、乙基苯等,這些都是對環境有極大危害的有害物質。焚燒聚氯乙烯塑料,不僅產生對環境破壞極大的氯氣、氯化氫及二惡英氣體,而且還產生C0、N0x、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害氣體,對生態環境產生極大的影響。

在塑料焚燒過程中,作為塑料填充、染色等無機金屬也被揮發于大氣之中,如Pb、As等有害物質,造成大氣污染。

由上可見,隨著塑料工業的不斷發展,塑料廢棄物給環境帶來的影響越來越大,已對人們的生產和生活構成了一定危害。因此,如何防治塑料垃圾的危害已成為各國塑料工作者及環保工作者的注視熱點。目前處理塑料垃圾的方法除填埋法和焚燒法外,還有根據減量化、無害化和資源化的處理原則研究出的化學法和物理法,使塑料垃圾資源化,變廢為寶,造福人類。

2 廢棄兼回收再利用處理方法與技術

廢棄塑料的回收再利用是保護環境的重要手段,又是充分利用人類現有資源的重要途徑。據報道,美國再生塑料量平均年增長率達16%,1988年達215萬噸。我國塑料工業起步較晚,廢棄塑料的回收再利用剛剛起步,在各大城市中一些個體經營者以廉價設備和廉價勞動力對廢棄塑料作初級處理,這些小攤點由于資金不足,技術力量薄弱,往往在處理中帶來二次污染,造成對環境更嚴重的破壞。如1999年6月〈成都商報〉報道的郫縣秦家廟小學80余名小學生集體中毒事件,經調查即為某經營者采用廉價設備處理廢塑料時造成毒氣外泄所致。另有報道雙流某個體加工攤點采用醫院廢棄塑料針管制造民間包裝食品袋,其流入社會引起的危害是可想而知的。

2.1廢棄塑料的回收再利用處理方法

塑料的回收不同于金屬、紙和玻璃的回收,因為各種塑料的物理和化學特性的差別和各種塑料的不相容性,它們的混合物不適宜加工,因此,每一種塑料必須分別收集,然后分門別類地加以處理。在收集和分類過程中需防止污垢和外來雜質的混入,否則將影響回收料的再使用。

塑料的種類不同,使用壽命也有較大差異,如低密度聚乙烯以薄膜制品為主,使用壽命1～2年;PVC管使用壽命較長,可達10年以上。因此,在加工利用廢棄塑料時應根據塑料的來源、種類、沾污情況和混合狀況,選擇合適的回收處理方法,才能將廢棄塑料轉變為適宜再加工的材料。表1是不同種類塑料的再生處理方法。

表1 不同種類塑料的處理方法

原 料

處理方法 產 品 類別
種 類

顏 色

A PE、PP、PS、床上用品、 塑料箱、塑料部件（工業廢品，100%塑料） 單色 分類、比重篩選、風選、粗碎、水洗、干燥、造粒 市售再生顆粒（PE、PP、PS） B PE、PP、PS、ABS、AS電線包皮、模制塑料部件、模制類容器(含塑料50%)
雜色

黑色

風選、分類、粗碎、粉碎、水洗、干燥、熔融成型 電線滾筒、樁、U形槽、棒、板、貨架、原料、臺架、集裝箱、人造魚礁 C APP、PE、聚合物、再生廢品、容器、工業制品(城市排放塑料,不含PVC） 雜色 除掉 PVC，粗碎、熱分解,焚燒,掩埋 燃料(汽油、碳化物)、熱能、化工產品（乙烯、丙烯、苯乙烯單體） PVC A、B類與上同,C類熔融固化后掩埋或成塊掩埋 熱固性塑料 以焚燒為主,掩埋
塑料的回收再利用遇到的首要問題是廢棄塑料的收集問題,要使收集工作順利進行,需公民的公共環境意識的提高,變被動收集為主動交納,需產生廢棄塑料的企業部門與處理部門的緊密合作,生產部門欲能將所產生的廢棄塑料按類收集,分別送交,則為處理部門的回收處理提供了有力的保證。

2.2廢棄塑料的回收再利用技術

2.2.1廢塑料熔融加工

該技術是目前廢塑料再利用中最經濟和最方便的方法,因為它能夠使整個材料及能量得到最充分的利用。其基本原理是廢塑料經粉碎送入熔融裝置,廢塑料在其熔化溫度內被熔化,經擠壓造粒,冷卻,切粒即獲得二次母粒。這種技術主要遇到的問題是高能耗及廢塑料中填充料的影響。

2.2.2廢塑料的水解回收技術

通過縮聚反應生產的塑料樹脂,如聚氨脂、聚酰胺、聚脂、聚碳酸酯等都可以進行水解,使這些聚合物重新恢復到原始單體或中間體。塑料在加工和使用中結構是穩定的,聚合物分解需有一定的外界條件,圖1是聚氨脂軟質泡沫塑料的分解示意圖,通過水解的產物能夠作為泡沫塑料生產的起始原料。

2.2.3廢塑料的油化回收技術

塑料是由石油作原料合成的高分子化合物,當將其施加能量切斷原子鏈,可得到類似油分子構造的物質。利用這一原理,采用加熱分解,蒸餾,即可獲得汽油、柴油等石油燃料,這一過程稱為塑料的油化。圖2是塑料油化工藝流程圖。

油化工藝產出的油品產率可達75%～80%以上,生成油可用作燃油鍋爐用油。該技術較其它廢塑料處理技術難度大成本高,但從環保角度看則是一項適用的處理技術。

2.2.4高溫熱解法處理廢塑料

高溫熱解是指高溫情況下高分子材料的熱降解,同時放出大量氣體。其處理流程如下:燃燒區有一層沙土,通入氣體使沙土如液體一樣流動,形成流化床,欲處理的廢資料置于流化床上,反應器是一個完全封閉的系統,溫度可達600～900℃,處理廢塑料時可獲得44%的燃料氣體,26%的芳香烴及輕質汽油和焦油的混合物,以及30%的固體殘渣。

這種方法適合處理那些含金屬箔或金屬涂層的塑料制品,獲得的燃料氣體和油類混合物可作為燃料使用,但剩余的30%殘渣必須進行再處理。

2.2.5燃燒法處理廢棄塑料

對于那些沾污的廢塑料和多次再生的廢塑料制品,焚燒處理是它的最后歸宿,這樣可獲得廢塑料的熱能。廢塑料的生熱值與相同各類的燃料油相當(見表2),燃燒獲得的熱能可用于發電。

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