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我國廢棄塑料污染防治戰略有哪些?

2021/11/24 17:21:32      點擊:52


一、前言


材料是人類社會發展的基礎和先導,高分子材料,如塑料、橡膠和合成纖維等具有密度小、易加工、高性能、多功能等優異性能,廣泛應用于國民經濟各領域 。塑料工業是國民經濟的支柱產業, 2019 年我國塑料加工制品高達 8.184×107 t,產量和消費量均居世界第一 。但不規范生產、使用塑料制品和堆放塑料廢棄物等問題,造成廢棄塑料在環境中的長期累積,導致嚴重的環境污染和能源資源浪費,必須進行治理。據統計,截至 2015 年全球已累積生產了約 8.3×109 t 塑料制品,廢棄量約 6.3×109 t,僅有 9% 被回收利用 。2019 年我國產生廢棄塑料 6.3×107 t,僅回收利用 1.89×107 t 。廢棄塑料污染防治事關人民群眾健康,事關我國生態文明建設和高質量發展,是實施黨中央建設綠水青山、美麗中國戰略的重要組成部分。

本文在分析廢棄塑料污染現狀及回收利用技術的基礎上,從塑料全生命周期評價、廢棄塑料全方位全鏈條污染防治等方面提出了我國廢棄塑料污染防治的措施建議,為促進我國塑料工業和國民經濟綠色可持續發展、建設綠水青山、美麗中國提供政策及技術參考。


二、廢棄塑料污染與防治現狀分析

(一)廢棄塑料的污染現狀

1. 廢棄塑料的來源

廢棄塑料根據其來源不同,可分為工業源、農業源、醫用源和生活源四大類。工業源廢棄塑料主要指塑料成型加工過程中產生的廢棄料及廢棄工業塑料制品,大多來源明確,相對集中,原料品質較好,回收利用價值高;農業源廢棄塑料主要包括廢棄農用地膜、棚膜、農用管道、農藥包裝等,其中農膜廢棄量最大,使用廢棄后處理困難,殘留在田間,不易降解,污染農田,危害生態環境;醫用源廢棄塑料主要源于醫療衛生及防疫過程中使用的一次性塑料制品,如防護服、醫用外科口罩、防護目鏡等,是具有直接或者間接感染性、毒性以及其他危害性的危險廢物;生活源廢棄塑料為日常生活活動產生的廢棄塑料制品,品種多、分散廣、難收集,如塑料瓶、塑料包裝袋、紙塑復合材料及其他失去使用價值的塑料制品等。

2. 廢棄塑料的危害

目前,我國固體廢物年產生總量超 1×1010 t,其中廢棄塑料約為 6.3×107 t,占固體廢物的 0.6% 左右,但由于塑料化學結構穩定,難以自然降解,其不當使用和處置以及多年的累積效應造成了嚴重的環境污染和極大的資源浪費,引起全社會高度關注。特別是塑料快餐盒、塑料包裝袋和農業塑料薄膜等一次性塑料制品,其使用量大、面廣,使用周期短,廢棄后大部分與生活垃圾或土壤混合,回收難度大,因而嚴重污染土壤、高山、海洋等,導致城市“垃圾圍城”,珠峰“海拔最高的垃圾場”等環境污染事件。部分難回收廢棄塑料在焚燒處理過程中釋放大量有毒氣體,產生大量粉塵和煙霧,嚴重污染大氣環境,引起霧霾。同時,我國石油資源匱乏,2018 年對外依賴度超過 70%,進口石油約 1/3 用于合成塑料制品。廢棄塑料如不能循環回收利用,是對石油、煤和天然氣等不可再生資源的巨大浪費。廢棄塑料是放錯地方的資源,極具回收利用價值。通過廢棄塑料有效處理處置,尤其是回收利用,有望解決塑料污染難題。

(二)全球廢棄塑料污染防治現狀

20 世紀 90 年代以來,全球日益重視廢棄塑料的污染治理。聯合國環境規劃署不斷發起多項大規模全球運動,以減少、再利用和再循環廢棄塑料制品,如 2017 年啟動全球“清潔海洋運動”,呼吁政府、行業和消費者減少塑料的生產和過度使用; 2019 年將廢塑料納入《巴塞爾公約》的管控范圍。美國、歐洲、日本等發達國家和地區制定了一系列公約、政策和法規,建立了塑料污染防治法律體系,如美國的《資源保護與回收利用法》、歐盟的《歐盟限塑令》、日本的《資源有效利用促進法》等。發達國家人工成本高昂,環保措施嚴苛,長期將廢塑料大量出口到其他國家,如據美國廢料回收工業協會(ISRI)統計,2017 年美國出口廢塑料達 2×106 t,其中出口到中國的約占其出口量的 70%,中國禁止洋垃圾進口后,如何處理巨量廢棄塑料是其需解決的問題。

(三)我國廢棄塑料污染防治現狀

1. 我國廢棄塑料治理現狀

我國廢棄塑料處置方式主要包括回收利用、焚燒、填埋等方式,建國以來廢棄塑料流向如圖 1 所示。2019年我國塑料廢棄量約為6.3×107 t,其中,一次性塑料產品如塑料袋、農膜、飲料瓶,年廢棄量超過 2×107 t,是造成“白色污染”的主要來源。另外,家電、汽車、建筑等塑料制品,也隨著相關產品進入淘汰期,成為廢棄塑料的重要來源。我國廢棄塑料流向主要包括回收利用、焚燒、填埋處理和環境中積累等四個方面:30% 廢棄塑料被回收利用,14% 被焚燒發電回收熱能,36% 被填埋或任意丟棄,大量積累在自然環境中,造成嚴重的環境污染。

2. 我國廢棄塑料防治的主要原則及法律體系

我國十分重視廢棄塑料的污染防治,1995 年頒布了《中華人民共和國固體廢棄物污染環境防治法》,國家各部委、地方陸續出臺了一系列規范性文件,制定了相關的國家和行業標準,逐步完善了廢棄塑料防治法律體系,提出固體廢物“減量化、無害化、資源化”、全過程管理、分類管理等原則。最近,為應對日益嚴重的廢棄塑料污染,國家推出了新的塑料污染治理法規。2019 年 9 月 9 日,習近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會第十次會議,審議通過《關于進一步加強塑料污染治理的意見》。2020 年 1 月 16 日,國家發展和改革委員會、生態環境部聯合發布《關于進一步加強塑料污染治理的意見》,明確提出規范塑料廢棄物回收利用,推動塑料廢棄物資源化利用的規范化、集中化和產業化,強化創新引領、科技支撐,有力有序有效治理塑料污染。此外,我國還出臺了“無廢城市”“美麗鄉村”建設等一系列政策,為我國廢棄塑料污染防治和廢塑料回收利用行業健康發展指明了方向。

3. 我國廢棄塑料污染防治科技支撐情況

國家各部委高度重視廢棄塑料污染防治與綜合利用的科技立項??茖W技術部多次立項廢舊塑料制品污染防治與綜合利用系列科研項目,在“十三五”期間開展“固廢資源化”重點研發計劃,在全生物降解塑料及其新型制品、廢舊塑料制品智能化回收與再利用、二次資源高值化綜合利用等領域進行技術創新布局,初步形成了較為健全的塑料垃圾回收利用技術鏈條,帶動了廢棄塑料循環利用產業的快速發展。

4. 我國廢塑料回收利用行業及企業現狀

廢舊塑料回收行業是戰略性新興產業,發展潛力很大。近年來,我國大力推進廢舊塑料回收利用體系建設,以中國塑料加工協會、中國合成樹脂協會、中國物資再生協會等三大行業協會為依托,形成了一批較大規模的再生塑料回收交易市場和加工集散地,建成了 25 個再生資源–循環經濟產業園,包含 21 個廢棄塑料回收利用園區 。據統計, 2019年國內廢塑料回收利用量為 1.89×107 t,回收率接近 30%,回收總值達 1000 億元以上,國內登記注冊從事廢塑料加工的企業共有 3000 多家,年再生塑料加工能力超過 1×104 t 的企業達到 300 家,年再生塑料加工能力超過 5×104 t 的企業達到 50 家 。

(四)廢棄塑料回收利用技術

廢棄塑料的回收利用主要包括物質回收和能量回收兩大類,各種主要回收方法詳見圖 3。國際回收標準指南按回收優先順序,將廢棄塑料回收利用分為四級,第一、二級為材料再生,即物理回收,第三級為化學回收,制取化學品或油品,第四級為廢棄塑料焚燒,回收能量。

1. 物理回收

物理回收不改變塑料化學組成,主要通過收集—粗略分類挑選—簡單清洗破碎—熔融加工等制備再生塑料制品,廣泛用于單一材質的熱塑性廢棄塑料回收利用,如回收利用廢棄聚酯瓶制備再生滌綸纖維、廢棄聚苯乙烯泡沫制備裝飾制品等。但塑料制品 60% 以上是應用于航空航天、電子電器、交通運輸等領域的結構件和功能件,其所需的高性能多功能通過共混復合、交聯等實現,廢棄后難以回收利用。傳統熔融加工方法,因共混復合型器件難分類難分離,組分相容性差、熔點差異大、熔體黏度不匹配,再生制品相疇尺寸大,性能差,無應用價值;交聯型不熔不溶,難再加工,大多只有填埋或焚燒,造成嚴重的環境污染和能源資源浪費,已成為解決塑料污染治理的瓶頸和難點。

2. 化學回收

化學回收采用裂解技術將廢棄塑料降級回收為可再次使用的燃料(汽油、柴油等)或化工原料(乙烯、丙烯等)。由于化學回收裝備復雜、能耗高,從經濟角度一直被認為難以推廣應用。近年來化學回收技術發展迅速,許多企業已做到了商業化,并擬在未來擴大規模。但是高溫熱裂解溫度高,反應時間長,產率低,產物復雜,易產生有害廢氣造成二次污染,經濟性較差;催化裂解和溶劑分解是化學回收的發展方向,但尚需提高催化劑效率和發展綠色溶劑 。

3. 能量回收

能量回收,即燃燒回收熱能,主要適用于傳統物理法和化學法無法回收利用的污染嚴重的廢舊塑料,通過垃圾焚燒產生高溫氣體用于發電。但焚燒會產生氯化氫、二噁英、多環芳烴等有毒氣體,造成大氣二次污染。應加大開展先進的綠色高溫焚燒設備的研制,實現安全清潔焚燒。


三、全方位全鏈條防治廢棄塑料污染

(一)塑料全生命周期評價

對塑料生命周期管理基于其制品綜合環境評價,即:從最初的原油開采、合成、加工、應用,到最終的廢棄物處理,進行全過程跟蹤,評價其在整個生命周期間的所有投入及產出對環境造成的潛在影響。同時,根據應用和處理方式,反過來指導合成和加工,改進工藝、改善管理,實現塑料的循環利用,最大限度降低塑料污染。采用高效的辦法對塑料進行生命周期管理,發展資源安全利用集成技術,可以提高塑料的使用效率,減少其對環境的影響。

(二)從合成 - 加工 - 應用 - 廢棄物處理等環節全方位全鏈條防治廢棄塑料污染

通過對塑料制品合成、加工、應用和廢棄物處理等階段全生命周期評價和分析,提出廢棄塑料污染防治必須堅持節約資源和保護環境的基本國策,通過開展塑料制品源頭減量、原料及產品替代、廢塑料高值利用及安全處理等措施來全方位全鏈條防治廢棄塑料污染。

1. 從合成環節防治廢棄塑料污染

大多數塑料來源于不可再生石化資源,合成工藝成熟、規模大、成本低,應用相當廣泛,產量持續增加。但石油為不可再生資源,我國石油進口依存度高達 70.9%,且這些塑料大分子主鏈以 C—C 鍵連接,自然界中難降解;而環氧樹脂、酚醛樹脂等熱固性塑料材料為三維網狀結構,不溶不熔,難回收利用。對廢棄塑料污染防治需從源頭出發,建立源頭減量合成技術體系,合成高性能、長壽命、易回收的石油基高分子材料,加強可循環、易回收產品開發;發展高性價比生物降解塑料,如聚乳酸、二氧化碳共聚物等,實現可控降解、提升材料綜合性能;發展低成本、高產量的新型聚合技術,重點發展我國已規?;I生產的可生物降解塑料材料如聚乙烯醇等,替代需填埋處置的一次性制品;發展清潔規?;蒙镔|資源如纖維素、甲殼素等的先進技術,從源頭實現塑料污染防治。

2. 從加工環節防治廢棄塑料污染

塑料制品性能不僅與其分子結構有關,還依賴于加工過程中形成的多層次多尺度結構。通過共混復合、填充增強、交聯、發泡等加工方法,可實現塑料制品高性能、多功能、輕量化、長壽命及生態化。但是廢棄后的共混復合型塑料難分類、難分離,交聯型塑料不熔不溶、難再加工,不能采用傳統回收方法進行回收再利用。因此,亟需發展先進的塑料加工新技術,減少共混復合,實現同質異相增強,提高塑料制品性能,延長服役周期,減少廢棄量;實現零部件同質制造,發展環保型助劑,便于塑料制品廢棄后回收再利用;設計和制造可多次循環使用的塑料制品,減少塑料廢棄,并發展先進的塑料回收再利用裝備及技術,如塑料拉伸流變塑化輸運加工技術,固相剪切碾磨加工技術等,高值高效回收共混復合型、交聯型塑料。

3. 從應用環節防治廢棄塑料污染

提倡塑料合理適度使用、消費,鼓勵循環使用,從源頭減量。加強管理,實現“誰生產誰處理,誰購買誰交回,誰銷售誰收集”。完善廢棄塑料回收利用政策體系,提升公眾對廢棄塑料制品回收利用的認同,開辟合法、合適的應用途徑,如農田水利、道路材料、室外設施等,為其再利用提供法律保障。

塑料制品應用不同,其性能要求不同,應根據不同塑料制品使用特性,從應用環節開展廢棄塑料污染防治,如對共混復合、交聯型工業用結構件和功能件,應大力提倡循環再利用,充分延長塑料制品的使用周期;發展環境友好型高分子回收利用技術;對壽命短、廢棄后難收集、對環境影響大的塑料包裝制品,應避免過度包裝,設計制造可多次使用的制品,實現塑料包裝制品的循環利用;對服役后難機械化回收的農用薄膜,應建立先進的加工技術,能全回收再加工利用;研發全生物降解塑料,推動生物降解塑料在一次性塑料制品中的使用,解決塑料在環境中難降解的問題;醫療防護用品應采用無毒的聚烯烴塑料,同時對醫療廢棄物及危廢塑料進行高溫焚燒處理。

4. 從廢棄物處理環節防治廢棄塑料污染

基于全方位全鏈條防治廢棄塑料污染的理念,在處理或回收前,對廢棄塑料制品進行合理、科學分類,發展針對不同類型塑料垃圾的回收、處理方式,不僅能夠有效解決廢棄塑料處置不當帶來的環境污染問題,也能實現廢棄塑料的物質、能量再利用。構建廢棄塑料回收利用完整產業鏈,提高廢棄塑料制品的回收率,可以有效促進塑料資源的綜合利用。根據廢棄塑料多產地、多源頭、差異化的特點,創新本地化回收利用模式和推廣應用模式,對可回收利用的廢棄塑料,優先發展環境友好的物理回收利用技術,完善單材廢塑料回收加工技術,突破混雜廢塑料回收加工難題;填埋處理餐廚混雜濕垃圾等,僅用生物降解塑料包裝,實現安全填埋。焚燒處理危廢塑料及廢棄醫療塑料,需發展環保焚燒裝備和工藝,實現綠色排放,回收能量。

四、對策建議

(一)強化政府引領,加強部門聯動

借鑒抗擊新冠肺炎疫情成功經驗,實行聯防聯控機制,群防群治。在黨中央、國務院統一領導下,突破部門、地區、行業界限,形成政府統領、企業施治、市場驅動、公眾參與的廢棄塑料污染防治新機制。統籌固、水、氣三位一體污染治理,借鑒大氣、水污染治理成功經驗,構建責任明確、協調有序、監管嚴格、保護有力的廢塑料污染防治機制。

(二)完善法律法規,加快標準建設

將塑料污染防治明確納入國家相關法律法規。明確塑料制品生產、銷售、消費、回收等各環節主體在廢棄塑料回收利用中承擔的責任與義務,完善生產者責任延伸制度,引入保證金返還等政策和法規。制定再生塑料及制品國家標準,為再生塑料開辟合法合適的應用途徑,鼓勵和強制使用再生塑料和制品,制定或修訂降解塑料產品的國家標準和認證體系,杜絕偽降解、假降解塑料制品。

(三)完善廢棄塑料回收利用體系

建立和完善分層次全覆蓋的廢棄塑料污染防治網絡,實行“誰生產誰處理,誰購買誰交回,誰銷售誰收集”,生活塑料垃圾分類落實到村鎮、小區和個人。建立從國家級回收基地、回收加工企業,至小微企業廢棄塑料回收利用戰略新興產業體系,解決環境污染,減輕能源資源壓力,提供就業崗位,把廢棄塑料污染治理與“無廢城市”“美麗鄉村”建設相結合。

(四)加大財政支持,完善優惠政策

加大財政投入和稅收優惠政策,支持廢塑料回收利用產業發展。建議塑料合成、加工、銷售、應用的利益方繳納廢棄塑料回收處置費,??顚S糜趶U棄塑料回收利用的科研、企業和處理部門。

(五)加強科技支撐,引領塑料污染防治

開展不同類型塑料制品全生命周期環境風險評價的研究。研發高性能、長壽命、易回收的塑料合成新技術,攻克可生物降解塑料的低成本合成技術。發展先進的塑料制品高性能、輕量化加工新方法,實現同質異相增強、同器同材,研發可多次使用的塑料制品;建立基于高分子態高值高效回收利用混雜廢棄塑料的新裝備和技術。發展環保節能焚燒爐、煙氣凈化技術及灰渣固定化技術;研究難回收再生的廢塑料化學回收新技術及環境影響評價研究等。

(六)加強宣傳引導,全民參與治理

加強塑料污染防治的科學性和權威性宣傳,既要加強治理,也要避免妖魔化塑料。提高公民環保意識,提倡合理消費、適度消費,自覺主動參與廢棄塑料污染防治,自覺實施廢棄塑料規范分類回收。


五、結語

廢棄塑料污染防治事關人民群眾健康,事關我國生態文明建設和高質量發展,是實施黨中央建設綠水青山、美麗中國戰略的重要組成部分。廢棄塑料污染防治,實現塑料制品源頭減量、原料及產品替代、廢棄塑料高值利用及終極塑料垃圾安全處理,必須從塑料合成、加工、應用和處理等各環節進行全方位全鏈條治理。同時,也要加強政策引導,強化行政監管,強化塑料回收利用領域科技創新,加大科研經費投入,增強公民環保意識,鼓勵全民參與廢棄塑料污染防治,通過群防群治措施提高廢棄塑料制品的回收利用,以促進廢棄塑料的污染控制和資源保護的協同發展。

作者簡介

王琪  輕工裝備(塑料加工裝備)專家,中國工程院院士 

長期從事塑料加工新裝備新技術新原理的研究和工程化應用,如固相力化學加工,塑料管旋轉擠出加工,聚乙烯醇熱塑加工和熔融紡絲,高值高效回收利用廢棄塑料橡膠,制備無鹵阻燃塑料和泡沫塑料,聚合物基微納米功能復合材料微型加工和3D打印加工等。 

瞿金平  輕工機械工程專家,中國工程院院士

長期從事高分子材料加工成型裝備技術與理論研究,提出振動剪切形變和體積拉伸形變動態塑化輸運方法及原理、系統發展了高分子材料加工成型理論、發明并研制成功一系列聚合物及其復合材料加工成型新裝備。

石碧  皮革化學與工程專家,中國工程院院士

主要從事制革化學、制革清潔技術、皮膠原高值轉化利用研究。
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