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一文了解世界各国生物降解检测方法与标准体系的建立及相关政策!

发布日期:2020-09-11 17:16:56 来源:找塑料 分享到:

近年来,欧、美、日等发达国家和地区相继制订和出台了有关法规,通过局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税等措施限制不可降解塑料的使用,大力发展全生物降解新材料,以保护环境、保护土壤。



2019年至2020年,亚洲地区多个国家发布了限塑政策,包括中国、巴基斯坦、印度、菲律宾、泰国、阿尔及利亚等国家,未来一段时期,亚洲地区生物降解塑料需求量将快速增长,有望取代欧洲成为生物降解塑料最大消费市场。


图表1:2018-2021年世界各国禁塑相关法律法规

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产能增速迅猛 聚乳酸替代空间大




根据欧洲生物塑料协会2019年9月发布的最新数据显示,截至2019年9月,全球生物塑料年产能为211.4万吨,其中生物降解塑料(包括PBAT、PBS、PLA、PHA、淀粉基降解塑料和其他生物降解塑料)占比为55.5%,为117.4万吨。根据欧洲生物塑料协会预测数据,到2024年,全球生物降解塑料年产能将达到133.4万吨,年复合增长率为2.7%。


考虑到2019年下半年至2020年初,全球新增多个国家颁布了限塑政策,其中包括了中国,中国塑料产量约占全球的20%,消费量约占全球的15%,体量庞大,其生物降解塑料需求市场将会带动全球市场加速增长。预测未来五年,全球生物降解塑料投产产能将超乎欧洲生物塑料协会当前预测值。


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自生物降解塑料出现,对于其性能的质疑和概念的混淆就一直存在,主要是由于在其发展之初没有科学的测定方法和标准对产品进行约束和界定。如“生物降解塑料”、“生物基材料”、“可堆肥材料”三者的概念及关系就经常被人们混淆。

01

“生物降解塑料”、“生物基材料”、“可堆肥材料”三者的概念及关系



生物基材料



生物基材料指的是由来自生物质的原料制备的塑料。但不是所有生物基材料都是可生物降解或可堆肥的,也不是所有可生物降解塑料都是生物基材料。


生物降解塑料



生物降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下,和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最终完全降解变成二氧化碳或/和甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。


可堆肥材料



而可堆肥材料还要求其最后形成的堆肥中重金属含量、毒性试验、残留碎片等符合相关标准的规定。


因此,生物降解检测方法与标准体系的建立就显得尤为重要,它不仅有助于产业的健康发展,促进市场快速形成,推动行业迅速成长,更有利于产品走向国际市场。

02

生物降解测试标准的检验方法


与生物降解相关的国际标准化组织主要是塑料技术委员会的环境塑料分技术委员会(ISO/TC61/ SC14),其目前有关生物降解的标准主要以检验方法为主。

表1:ISO/TC61/SC14 有关生物降解方法标准及其等同采用国标情况
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由表1 可见,目前在生物降解检测与要求方法方面,ISO 国际标准检测方法 15 项、可堆肥塑料要求 1 项,这16 项标准中我国已等同转化10 项,且未转化的国际标准主要是海水条件下的检测方法。

在国际上被同行或像DIN CERTCO、BPI 等认证机构认可的能够检验这些方法的检测实验室约15 个,其中我国国内实验室主要是北京工商大学‑国家塑料制品质量监督检验中心(北京)。由此也可见,在生物降解的检测与标准方面,我国处于国际先进水平。

03

不同条件下的生物降解测试标准


生物降解可以在许多环境中发生,包括土壤、堆肥、水处理设施、海洋环境,甚至在人体里。

将表 1 的检验方法,按照降解环境和是否好氧的条件进行划分。

表2:不同降解条件下生物降解测试标准对比
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如表 2 所示,国内外不同降解条件下生物降解测试标准,在水性培养液条件下需氧检测2 项、厌氧检测1 项,堆肥化条件下需氧检测方法3 项,土壤条件下需氧检测2 项,海水条件下需氧检测 2 项,污泥消化以及高固态的模拟条件下厌氧测试方法各1 项。

我国测试方法基本与国际保持一致,仅海水降解方面还缺少对应标准,但也已开展相关的工作。以上方法值得关注的一点是,同一种塑料材料在这些不同方法中的生物降解率检测一致性问题,鲜有文献报道,这方面需要相关机构再进行深入的研究。

04

国内生物降解相关树脂与产品标准


不同于ISO 国际标准体系,我国的标准系统中除了试验方法标准外,还制定了一系列通用要求、产品、树脂等相关的国家标准、行业标准,它们对产品的各项技术指标都有明确的要求,不仅能够确保产品的质量,更有利于市场的规范。

《全生物降解农用地面覆盖薄膜》就是我国生物降解领域一项重要的标准,它规定了农业中使用的全生物降解地面覆盖薄膜的适用范围、分类方法、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。

众所周知,我国地膜覆盖面积和使用量一直位居世界第一,覆盖地膜已经成为我国农业生产中必不可少的技术手段。但是,随着地膜用量的不断增大,其在土壤中的残留量也逐年增加,造成土壤板结退化,严重影响土壤的肥力,并且,地膜使用后往往被丢弃在田间地头。

据统计,我国塑料地膜年用量达 1400 kt 左右,由于普通地膜在自然环境中难以分解,每年约有2 亿亩土地遭到污染。全生物降解农用地膜不仅具有普通地膜的功效,而且在完成使用功能后,能在土壤中微生物的作用下自行分解,最终变成水、二氧化碳或者甲烷,有利于土壤肥力的保持与提高,也不会对环境造成污染,能够有效地解决农用地膜残留带来的土壤肥力退化和地膜“白色污染”问题,对农业的可持续发展具有重要意义。

但是由于全生物降解地膜在使用过程中的特殊性,不同厂家制备的全生物降解地膜在实际应用时差别较大,这给农业部门和农户都带来很大困惑。而本标准的制定正解决了这一问题,不仅规范了全生物降解地膜领域的生产,形成统一标准;也促进了农用地面覆盖薄膜产业结构的调整与升级。

目前,国内生物降解相关的树脂、产品等国家标准、行业标准共 40 项。其中关于产品通用技术要求标准 11 项,具体产品标准 21 项,树脂相关标准7 项。

表3:国内生物降解相关树脂与产品标准
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总体上我国有关生物降解的标准工作和国际基本处于同步,和发达国家相比,最大差距在于尚没有牵头制定国际标准。

05

世界各国对一次性制品的禁限政策


近些年来,世界各国对于一次性不易回收、易污染 制品的使用,纷纷制定相关法律法规进行禁止、限制,同时支持生物降解材料的应用。

例如,欧盟在包装法规中明确规定了垃圾的回收利用及其可堆肥化处理, 并拟于 2021 年禁用 10 种一次性塑料制品;法国从 2020 年起禁止使用一次性餐具,并要求碗碟杯叉等一次性餐具必须用基于生物的原料制作;英国2018 年1月发布国家环保战略,提出要消除塑料袋、食品包装袋、吸管等所有不必要的塑料制品的使用。

表4:世界各国禁止、限制一次性制品政策
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06

我国对一次性不易回收、易污染的制品的禁限政策


早在 2004 年,《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》经第十届全国人大常委会第十三次会议通过,2005 《中华人民共和国可再生能源法》出台,鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用;2007 年,国务院办公厅颁布《国务院办公厅关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》,实行“ 限塑令”,对塑料购物袋收费并在全国范围内禁止厚度小于0. 025 mm 的塑料购物袋生产、销售和使用。
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近些年来,更是有一系列相关政策、法规出台。国家发改委“关于进一步加强塑料污染治理的意见”于 2020 年 1 月 19 日正式发布,提出研发推广绿色环保的塑料制品及替代产品,探索培育有利于规 范回收和循环利用、减少塑料污染的新业态新模 式。

海南省从 2020 年 12 月开始全面禁止不可降解一次性塑料购物袋与餐饮具等。

2019 年国务院常务会议通过的《固体废物污染环境防治法(修订草案)》中明确鼓励研发、生产环境中可降解的薄膜覆盖物和商品包装物。

2017 年,国家邮政局、国家发改委、科技部等 10 部委联合发布《关于协同推进快递业绿色包装工作的指导意见》,提出到 2020 年将可降解绿色包装材料应用比例提高到 50 。

吉林省从 2015 年1 月 1 日就已开始在吉林省范围内实施“禁塑令”.......

表5:我国对一次性不易回收、易污染的制品的禁限政策
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以可循环、易回收、可降解为导向, 研发推广性能达标、绿色环保、经济适用的塑料制品及替代产品,打造有利于规范回收和循环利用、减少塑料污染的新业态新模式,是我国进一步加强塑料污染治理的基本原则,更是生物降解塑料发展的方向。

我国在城市生活垃圾分类、电子商务包装、邮政快件包装、外卖包装绿色化要求等绿色生产、消费领域出台的一系列法规和政策措施,大力推动绿色、循环、低碳发展,加快形成节约资源、保护环境的生产生活方式,已取得了一定成效。

相信随着更多的国内外政策的逐步出台、落实和完善,我国生物降解塑料技术革新、检测评价与标准体系越来越完善,有关生物降解塑料的制造、加工、应用、可回收等技术性等也将更加成熟,生物降解塑料的生产、销售、使用都将向大规模工业化阶段过渡。




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领取《2020年生物降解塑料行业研究报告》


禁塑资料


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【研报】

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【科普】

降解概念 |  定义与种类 | 降解条件 | 

【争议】

PBAT与光敏剂 | 降解塑料VS纸包装 | 蜡虫 | 硫脲 | 



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