绿色化学与白色污染

绿色化学与白色污染

绿色化学与白色污染 篇1

绿色化学又称环境友好化学,它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; 提供了从源头消除污染的方法,即由末端治理转变为始端控制［2 － 3］。为了在保护环境的前提下不影响人们的物质生活品质,解决白色污染的根本出路在于研制可以自然分解或者说可生物降解的绿色化学产品———可降解塑料,从源头上减少或消除白色污染,即通过绿色化学的理想方法从根本上预防白色污染［4 － 5］。

1 可降解塑料简介

可降解塑料与普通塑料几乎具有同样性能,在一定使用期限内性能不会发生变化,在使用后可在自然环境下降解成无害物质。可降解塑料在一定的环境中降解一般要经历以下几个阶段: 大分子量聚合物→小分子量聚合物→有机中间产物→CO2,H2O,能量等最终回归于大自然,因此,废弃的可降解塑料制品不会变成白色污染对环境造成破坏。另外,部分用于制备可降解塑料的原料也来源于可再生资源,而不依赖于日渐枯竭的石油,因此可降解塑料又被成为绿色塑料,它也势必成为解决白色污染和资源匮乏的重要手段之一［6 － 7］。

2 可降解塑料的分类

2. 1 按降解条件分类

按照引起降解的环境条件,可降解塑料可以分为: ( 1) 光降解塑料,这一类型的可降解塑料主要通过吸收光线并利用光化学反应使塑料分解; ( 2) 生物降解塑料,利用微生物、细菌以及水解酵素等将塑料分解,回归自然; ( 3) 化学降解塑料,利用自然中的水和氧将塑料分解,如氧化降解和水降解等;( 4) 组合降解塑料,就是结合以上几种降解类型的可降解塑料［8 － 10］。

2. 2 按制备方法分类

根据制造方法,可降解塑料可分为: 微生物合成体系、化学合成体系和利用天然高分子体系3 大类［11］。

2. 2. 1 微生物合成体系

许多微生物能够以有机化合物作为食物,并且具有合成生物降解脂肪族聚脂的能力。例如使用丙酸、葡萄糖作为微生物的碳源食物,通过发酵法制备的具有实用价值的生物降解性3- 羟基丁酸- 3 - 羟基戊酸共聚物( P - 3HB - co - 3HV) 。其化学结构为:

这种共聚物在河流、海底的淤泥中,以及土壤中最后都可以分解为CO2和H2O最终回归生态体系,显示出良好的可降解性［12］。

2. 2. 2 化学合成体系

化学合成体系可降解塑料的品种很多,主要包括聚己内酯( PCL) 、聚丁二酸丁二醇酯( PBS) 、聚乳酸( PLA) 、二氧化碳聚合物( PPC) 、聚乙烯醇( PVA) 和聚3 - 羟基烷酸酯( PHA) 等,下面简单介绍两种可降解塑料［13］。

( 1) 聚丁二酸丁二醇酯( PBS)

PBS是由丁二酸和丁二醇作为原料,通过脱水聚合制备获得的乳白色,无嗅无味的可降解塑料。它很容易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢,是典型的可完全生物降解聚合物材料; 并且,他还具有十分优异的综合性能,能够逐步替代生活中常用塑料制品［14］。其化学结构如下:

( 2) 聚乳酸( PLA)

PLA的是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源所提出的淀粉原料制成。淀粉原料首先经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。PLA具有很好的生物相容性和生物降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料［15 － 16］。其化学结构如下:

( 3) 二氧化碳聚合物( PPC)

二氧化碳聚合物是一种无毒,阻气,透明的全降解塑料。二氧化碳聚合物的原料可以来自空气中的二氧化碳,这样可以减轻温室效应的影响,有利于缓解温室效应。二氧化碳基聚合物则是以烃和二氧化碳为原料共聚而成,其中二氧化碳含量占31% ~ 50% ,与常规聚合物相比,对烃及上游原料石油的消耗大大减少。其外观与聚乙烯塑料相似,弹性良好,在土壤中可在短时间内完全降解,并直接被植物吸收利用［17 － 18］。其化学结构如下:

( 4) 聚己内酯( PCL)

PCL是由 ε - 己内酯开环聚合所得的线性脂肪族聚酯。其热稳定性较好,分解温度较高,并具有优异的力学性能。PCL在土壤和水环境中,6 ~ 12 个月可完全分解成为CO2和H2O,对人体无害,PCL作为完全生物降解材料,是真正减少塑料垃圾,保护生态平衡以及开辟新的材料原料的重要途径,对解决研究塑料发展的难题之一———白色污染有着巨大的作用。其可用作生物医用材料,如可用作体内植入材料以及药物控释材料,目前已经获得美国FDA的批准［19 － 20］。其化学结构如下:

( 5) 聚乙烯醇( PVA)

PVA是一种高阻隔性可降解高分子材料,可完全降解为CO2和H2O,是名符其实的绿色高新环保包装材料。 并且,PVA制成的薄膜透明度高,透光率高达90% 以上,柔软不带静电,不经任何表面处理就能印刷出牢固而鲜明的图案,粘合强度大,耐磨性、抗拉、抗压、抗冲击强度、耐划伤性能和耐蚀性能较高。并且PVA薄膜抗应力开裂、抗老化、耐热、无毒无味,对气体、有机化学试剂蒸气的透过率极低,具有优良的气密性和保香保鲜性能,综合性能极为优异［21 － 22］。其化学结构如下:

2. 2. 3 天然高分子体系

目前主要使用的可降解天然高分子材料主要有淀粉、纤维素和甲壳素等,这些材料来源丰富,并且这类自然生长、自然分解的产物可以说是完全无毒。但由于天然高分子一般不具有热塑性,因此成型加工较为困难,所以一般不能单独使用,需经过改性或者与合成可降解塑料共混制备复合材料后使用［23 － 24］。我们相信随着石油资源的日益枯竭、环保意识的不断增强和环保法规的进一步完善,天然高分子可降解材料市场仍将迅速增长,尤其是在塑料薄膜、包装材料、医用材料等领域的应用,具有很广阔的前景。

无论是合成可降解塑料还是天然可降解高分子材料,都符合绿色化学从源头上消除白色污染的理念。一旦能够实现性能和成本上的突破,必将取代传统塑料,走入人们日常生活,届时,消除白色污染的理想将不再遥远。

3 可降解塑料的应用领域

由于性能和成本的制约,可降解塑料的应用还比较有限,仍处于萌芽期和发展初期,目前主要应用于塑料袋,医药、卫生产品,农林水产业等领域,但其市场存在巨大增长潜力,目前正在向一些终端应用领域增强渗透力度。它的新用途则十分广阔,如用于制作化妆品容器、牙刷、缓冲材料、包装材料、购物袋、一次性使用手套等。如果安全性问题解决了,它还能用来制作食品容器。作为新的高分子功能材料,生物降解塑料也能应用到肥料、农药的游离基包装材料和医疗用品包装领域。今后在粘合剂、印刷油墨等非塑料领域里也可开辟用途［25］。

4 总结和展望

利用可降解塑料代替当前广泛使用的石油制塑料,从源头上减少和消除白色污染,是绿色化学的核心; 而设计使用后容易降解为无害物质的可降解塑料,也是绿色化学的基本原则。绿色化学是未来的化学工业的发展方向,利用这一利器,大力开发可降解塑料,提高其性能,降低其成本,使其早日走入人们的日常生活,势必将消灭白色污染,使人类的生存环境越来越好。

摘要：为了保护环境,消灭白色污染,则必须由末端治理转变为始端控制。绿色化学提供了从源头消除白色污染的方法,即解决白色污染的根本出路在于研制可以自然分解或者可生物降解的绿色化学产品——可降解塑料。简要介绍了可降解塑料的分类和应用领域,并对聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚乳酸(PLA)、二氧化碳聚合物(PPC)和聚乙烯醇(PVA)的结构和性能特点进行了介绍。利用绿色化学的理念大力开发可降解塑料,势必将消灭白色污染,使人类的生存环境越来越好。

清除白色污染，共创绿色城市 篇2

相信大家都知道，我们江门市有幸能获得评选“文明城市”的资格。这是身在江门每一个人最自豪的事情。至接到消息后，我发现在街上基本没有市民随地吐痰、丢垃圾，但是我发现我市人民的环保意识还不够，从哪里看出呢?1.在购物付款时，有些市民滥用塑料袋。2.买菜时，一些家庭妇女为了给自家多储一个塑料袋，要求小贩给多几个塑料袋。

没错，塑料袋、一次性泡沫饭盒确实给我们带来了生活上的便利，但是你是否知道，这同时也给美丽富饶的.地球带来危害呢?一个塑料袋埋在土壤里起码要3才能分解成土壤的一部分!所以，为了保护地球请大家尽量少用塑料袋。

为此我做了一次调查，如下表：

家庭人口调查户数每天消耗塑料袋个数每天消耗泡沫饭盒个数总计(个)

3人6户4～6个0～1个4～7个

4人3户4～6个0～2个4～8个

5人2户4～6个0～2个4～8个

6人4户5～7个0～2个5～9个

7人或以上1户5～8个0～2个5～10个

总计16户157～432个0～144个157～576个

哇!数字可真惊人啊!你试想一下，仅这16户人家一天就已经消耗那么多了，整一个新会区一天消耗多少个?一个江门市呢?一个广东省呢?甚至是整一个中国?数据可谓强大啊!有的人说：“这是必须用的呀!已经是生活的所需品了!”从上表可看出，是的，不能否认白色污染已经是人类生活必不可少的，但是我们可以减少用它呀!现在市面上有一些布袋，称“环保袋”，款色新颖，方便携带，脏了可以洗掉，循环再用。自推出以来，深受大众欢迎。

从上表我们可看出群众用袋、饭盒真的很厉害。是什么使用量那么厉害呢?原因有：1.成本低2.方便3.外观美。正是这几点，才使“白色污染”那么受市民的欢迎。假如“白色污染”污染了地球，人类该怎么办?有的人会认为，现在科技那么发达，我们可以搬到别的星球上。科学家已经表明至少在以地球为中心的40万亿的范围内，没有第2个适合人类居住的星球。所以，趁现在我们就要保护好地球母亲，不要让她受到伤害。