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一、引言

伴著我們物質生活水平節奏的不斷提高，在我們身邊一次性的塑料包裝袋、包裝膜正在大量的投入使用中，這些物品都對環境造成了嚴重的污染。在鐵路沿線、旅游景點我們隨處可見散落的一次性購物袋、包裝膜，這些帶給人們的是嚴重的視覺污染和景區生態環境的影響。

塑料由于性能優良，成型加工方便，廣泛應用于各個領域。然而，由于塑料的降解緩慢性，其使用及廢棄后對環境帶來了嚴重威肋。而且塑料主要來源于石油類的不可再生資源，其大量消耗，勢必引起嚴重的能源和人類生存危機。

可降解包裝應運而上，它既能對食品起保護作用，又能防止因拋棄包裝袋而形成的環境污染。20世紀80年代以后，國內外開展了可降解塑料的研究和生產。可降解塑料的應用減少了石油類資源的消耗，減輕了塑料廢棄物對環境的嚴重污染。

所謂的可降解塑料是指完全在自然的條件下就可以完全降解的材料，以光降解和生物降解為主。

生物降解塑料的主要來源于淀粉、纖維素、殼聚糖及其他多糖類天然材料。其降解的最終產物為CO2和H2O，可完全為自然界吸納。淀粉又是綠色植物光合作用的產生物，是豐富的可再生資源，它最主要的特點是為易受微生物侵蝕，為微生物提供養分，具有優良的生物降解性能。因此，淀粉在生物降解的材料領域得到了廣泛的應用。

二、粉的結構和性能

淀粉是自然界中分布極為廣泛的物質，分布于植物的根、莖、葉和果實中，目前常用的淀粉包括玉米淀粉、木薯淀粉、土豆淀粉等。淀粉的分子式為（C6H5O10）n，n為聚合度，一般為800―3000.在我們日常生活中淀粉可分為兩種，一種是可溶的，稱為支鏈淀粉；另一種是不可溶的，稱為直鏈淀粉。

天然淀粉是在其內部有結晶結構的小型顆粒狀態存在著的，他的結構分為直連和支鏈兩種，直鏈淀粉和支鏈淀粉的性質也是截然不同的，直鏈淀粉難溶于水且它的水溶液也是不穩定的，凝沉性也是比較強的，支鏈淀粉易溶于水，溶液穩定，凝沉性弱。直鏈淀粉可以制成強度高，柔軟性好的透明薄膜，它無臭、無味、五毒，具有抗水和抗油性能，是一種良好的食品包裝材料，支鏈淀粉也可以制成薄膜，但是性能差，遇水即溶。

三、淀粉及生物可降解材料

以淀粉為基質的降解塑料中有很重要的一部分，是以天然淀粉作為填充劑或是以天然淀粉和其衍生物為共混體系組成的塑料都屬于此類，主要可以分為以下幾種：

1.共混型

淀粉共混塑料是淀粉與合成樹脂或其他天然高分子共混而成的淀粉塑料，主要成分為淀粉（30%～60%），少量的PE的合成樹脂，乙烯/乙烯醇（EVOH）共聚物，聚乙烯醇（PVA），纖維素，木質素等，其特點是淀粉含量高，部分產品可完全降解。

2.填充型淀粉塑料

所謂填充型淀粉塑料，又稱生物破壞性塑料，其制造工藝是在通用的塑料中加入一定量的淀粉和其他少量添加劑，然后加工成型，淀粉含量不超過30%。嚴格地說，淀粉在塑料中并非僅僅起到一個填充的作用，而是在一定條件下，活化了淀粉與塑料中的羥基，使之形成了高聚物共混體。天然淀粉分子中一般都含有大量的羥基，使其分子內和分子間形成極強的氫鍵，分子極性較大，而合成樹脂的極性較小，為疏水性物質。因此必須要對天然淀粉進行表面處理，以便于提高疏水性和其與高聚物的相容性。

3.全淀粉型

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聯合國教科文組織有個形象的比喻，說如果把人們每年使用的塑料袋覆蓋在地球表面，足以使地球穿上好幾件“白色外衣”。一時間，“遠離塑料袋”“拒用塑料袋”“禁用塑料袋”的呼聲一浪高過一浪。事實上，要在短時間內完全禁止使用塑料袋是不現實的。積極的態度是依靠科技進步，即采用回收利用和降解相結合的辦法去解決。工業包裝膜、商品包裝袋（膜）用后較干凈，應作為主要回收利用對象，分類收集再生利用，這在國內外都已有許多成功經驗。而對于那些量大、分散、臟亂、難于收集或再生利用、經濟效益甚微的一次性塑料包裝袋，則應該使用可降解塑料生產。

然而環保意識不是一夜之間就能樹立的。一方面，塑料袋像臭豆腐一樣聞起來“臭”，吃起來“香”，因為它的確有它的便利之處；另一方面，許多消費者認為，塑料袋是免費贈送的，不花錢的東西不用白不用。針對這種情況，1989年7月起，美國近半數的州實施了《塑料袋禁用法》，禁止所有不能分解和還原處理的食品塑料包裝袋上市。印度馬哈拉施特拉邦禁用厚度不到20微米的塑料袋，并控制生產這種塑料袋的原料。意大利則實行《塑料袋課稅法》。

這些法律的推行，起到了很好的效果。以愛爾蘭為例，自從征收塑料袋稅之后，全國塑料袋的使用量降低了90％。與此同時，各國都加強了對可降解塑料包裝材料的研制，并加大了開發塑料回收利用技術的力度。舒施尼那項“最糟糕的發明”將以一種全新的形式繼續為人類造福。

思考：

1．塑料袋被評20世紀人類“最糟糕的發明”，不屬于其根本原因的一項是（

）

A．發明了塑料袋以后，商店、菜場都備有免費的塑料袋，使用過于普及。

B．塑料袋大多是用不可降解和再生的材料生產的，造成的白色垃圾難以處理。

C．處理塑料袋造成的白色垃圾，一般只能挖土填埋或高溫焚燒，但挖土填埋污染土壤，高溫焚燒污染大氣環境。

D．奧地利人馬克斯·舒施尼發明的塑料袋，雖輕便結實，但造成了環境污染。

2．對待這項“最糟糕的發明”的積極態度，不符合原文意思的一項是（

）

A．控制使用量，加大開發塑料回收利用技術的力度。

B．禁止所有不能分解和還原處理的食品塑料包裝袋上市，控制生產這種塑料袋的原料。

C．加強宣傳，樹立環保意識，完全禁止使用塑料袋。

D．依靠科技進步，加強對可降解塑料袋包裝材料的研制。

3．根據文章所提供的信息，下列分析最合理的一項是（

）

A．隨著科技進步，不久，可降解的塑料將完全取代所有不能分解和還原處理的塑料。

B．隨著人們環保意識的增強，越來越多的人就會意識到塑料袋對環境的影響，自覺“遠離塑料袋”“拒用塑料袋”“禁用塑料袋”。

C．在研制出可降解塑料包裝材料的同時，加大開發塑料回收利用技術的力度，塑料袋將繼續為人類造福。

D．有些國家利用法律來治理白色污染，已有許多成功經驗，這一做法在世界各國將會普遍推行。

【鏈接】

可降解塑料

如今世界塑料年總產量已超過1．7億噸，用途滲透到國民經濟和人們生活的各個領域。然而，隨著塑料產量不斷增長和用途不斷擴大，其廢棄物也日益增多。由于塑料在自然環境中難以降解、腐爛，嚴重污染了環境。在這種背景下，各種可降解塑料應運而生。

就目前來說，可降解塑料有四大類：

1．光降解塑料——在塑料中摻入光敏劑，在光照下使塑料逐漸分解掉。它屬于較早的一代降解塑料，其缺點是降解時間因光照和氣候變化難以預測，因而無法控制降解時間。

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中圖分類號TG7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）66-0076-02

近年來，隨著改革開放的逐漸深入，我國的塑料包裝工業發展相當迅速，同時也推動了我國的食品、日化、醫藥等各個行業的進步，而這些行業的進步又反過來進一步的促進塑料包裝工業的發展。隨著社會的發展與人們生活水平的提高，各種塑料包裝在許多領域都扮演著十分重要的角色。同時工業品包裝、家庭日用品包裝、服裝包裝、藥品包裝等也大量的采用塑料包裝，這些都在促使塑料包裝的發展。進入新世紀后，可持續發展戰略被高度重視起來，世界產業的變革也以此為基礎，同時隨著環境保護的呼聲越來越高，消費者也對商品的包裝開始重視起來，并且提出了更高的要求。如今綠色包裝已經成為了國際環保發展的重要趨勢，同時也是如今各個國家包裝工業的主要發展潮流，同時也是提高產品的市場競爭力、避免出現個各種新的貿易壁壘的重要內容。如今綠色、低耗能、輕量化已經成為了塑料包裝的主要趨勢。

1 塑料包裝綠色化趨勢

1.1綠色包裝內涵

現在對于綠色包裝并沒有一個統一的定義。通常情況下綠色包裝主要包含了那些能夠給進行循環復用、再生利用或者是可降解腐化，并且在產品的整個生命周期中不會對人體以及環境造成公害的包裝。綠色包裝最主要的意義就在于對環境的保護，并且還必須要兼備資源再生的特點。具體來說，綠色包裝包含了以下的幾個具體的方面：1）包裝減量，綠色包裝需要能夠在滿足保護、方便、銷售等各種功能的前提下，盡可能的減少包裝的用量，以此來達到節省資源和能源的目的；2）容易進行重復利用或者是方便回收再生，這是綠色包裝十分重要的一點，多次的重復使用或者是通過相關的處理方法進行回收再生，那么就能夠節省更多的資源；3）能夠被降解腐化，綠色包裝不能更夠在廢棄之后會成為永久垃圾，其廢棄物必須要能夠被分解腐化，只有這樣才能夠起到改善土壤的效果和目的；4）綠色包裝所采用的材料本省不能夠對人和其他生物、環境等產生毒害作用，在綠色包裝中不能夠含有有毒性的物質，或者是必須要在相關的標準之下；5）在包裝產品的整個生命周期中都不能夠對環境產生污染造成公害。

1.2綠色包裝薄膜進展

可食性包裝薄膜。這種包裝薄膜主要是采用各種天然的可食性物質為主要的原料，然后通過不同分子之間的相互作用而最終形成一種擁有多孔網絡結構的薄膜，例如殼聚糖可食性包裝膜，玉米蛋白質包裝膜等等。這種薄膜能夠用于各種即食性食品的內包裝，在食品行業有著十分廣泛的應用

可降解塑料包裝薄膜。傳統的塑料包裝薄膜，不僅僅是回收的難度很大，而且其廢棄物也不易降解，如果是埋入地下，那么沒有講解的物質就會對土壤結構進行破壞，同時如果是采用焚燒的手段進行處理，那么就會產生出有毒氣體對空氣進行污染。可降解塑料包裝薄膜不僅僅是具有傳統塑料的各種功能和特性，同時還能夠在其壽命終結后，可以通過土壤和水的微生物作用或者是通過其他的方式，在自然環境中進行分裂降解，并最終能夠重新進入到整個生態環境中，真正的回歸大自然。對于可降解塑料和生物/光降解塑料等，國內的研發已經覆蓋了光降解、光生物降解、光氧生物降解、高淀粉含量型生物降解、全生物降解等許多大類，并且取得了相當良好的成就。可降解的塑料制品其在包裝方面的應用遍及多個方面，例如普通包裝薄、購物袋、垃圾袋等等。可降解塑料的使用對于環境質量的改善還環境保護發揮了十分積極的作用。

水溶性塑料包裝薄膜，這種綠色包裝材料在歐美、日本等國家和地區的使用較為廣泛，常被用于農藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處理劑等各種化學試劑的包裝中。相比而言水溶性塑料包裝薄膜降解徹底，而且使用也十分安全，因此其已經被發達國家所重視。同時國內也有企業開始投入生產。

2 塑料包裝加工工藝綠色化

隨著科學技術的進步，塑料包裝在加工生產的過程中也開始注重低能耗和綠色化，盡可能的減少對資源和能源的浪費，并使得生產出來的塑料包裝對環境和人類的危害更小。

2.1塑料穩定化技術的開發和使用

對于日用化學品、灌裝塑料容器、裝食品用的托盤或周轉箱等都能夠利用塑料穩定化技術來制造出質量好的合適的塑料制品，而且通過塑料穩定化技術所制造出來的物品的再使用或回收再利用價值也相對更高。但是這種技術的發展關鍵是在于抗氧劑、紫外線穩定劑和自由基捕獲劑的研發和制備，只有這些方面有了突破，這種技術才能夠被更加廣泛的使用。

2.2塑料可降解技術的研發和使用

塑料可降解技術是綠色化塑料的一項重要技術。從降解機理來看主要研究方向集中在這幾個方向上：光降解機理、生物降解機理。在光降解塑料方面，研究開放已經有20余年的歷史，并且其應用也十分的廣泛，而且就技術上來說更加的成熟，主要有合成型光降解塑料、添加型光降解塑料這兩大類。基于生物降解機理的生物降解塑料可以分為生物降解型和生物破壞性塑料這兩種，目前正在實用化的生物可降解塑料主要有聚酯和多糖系這兩大類。但是無論是哪一種可降解塑料在生產上成本都較高，而且就技術方面也不是相當的成熟。

2.3焚燒回收熱能或采用煉鋼爐再利用塑料廢棄物的開發

焚燒兼回收熱能是對塑料包裝廢棄物進行再資源化的一種重要的手段，同時也是當前對塑料包裝廢棄物進行治理的一種最為現實的選擇。在開發綠色化的塑料包裝時，還必須要考慮到對塑料包裝的回收再利用，否則就不能稱之為綠色化。因此，需要，設計出使用更為簡便、壽命更長、價格更低的回收設備，以此來加速我國在塑料包裝廢棄物的再利用方面的研究開發進度。

3結論

總之，綠色化塑料包裝是今后塑料包裝發展的一個主要趨勢，這種趨勢是對當前的資源和環境現狀以及人們的生活要求的一種迎合。

如今的塑料包裝無論是在選材上還是在生產工藝上都在向著綠色化發展，并且遵循循環經濟“減量化、再利用、資源化”的經濟活動行為原則，這一切都是為了希望能夠減少對環境和人類的影響。

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隨著經濟的發展和人們生活節奏的加快，塑料飯盒、塑料袋等一次性產品開始頻繁出現在人們的日常生活中，它們在給人們的生活帶來便利的同時，也因其非自然降解性造成了極大的環境問題，即“白色污染”。“白色污染”既是一種視覺污染，也會影響土壤、空氣、水體等的質量，因此努力合成并推廣使用可降解高分子材料成為當務之急。按照降解機理，可降解高分子材料可分為光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物雙降解高分析材料三大類。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基團，可吸收紫外線發生光化學反應，在太陽光的照射下，發生分子鏈的斷裂和分解，由大分子變成小分子。

向塑料基體中加入光敏劑是目前使用比較多的制備光降解塑料的方法。光降解引發劑可以是過渡金屬的各種化合物，如：鹵化物、脂肪酸鹽、酯、多核芳香族化合物等。很多學者都發現TiO2對聚丙烯的光降解有明顯的催化作用，等人［1］分析了加有銳鈦礦型納米二氧化鈦的聚丙烯纖維在人工加速紫外光降解和自然光降解過程中拉伸斷裂伸長率和表面形態的變化情況，得出銳鈦礦型納米TiO2可作為聚丙烯的一種高效光敏劑的結論。除了TiO2，還有很多其它光敏劑，如硬脂酸鈰、硬脂酸鐵、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸鐵、硬脂酸錳等均對聚乙烯薄膜有顯著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏劑制得改性高分子雖然能降解，但只是部分降解，而化學合成的羰基聚合物、Et/CO等，則能完全降解。一氧化碳和烯烴的交替共聚產物——聚酮，因為分子鏈中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下發生光降解，羰基鍵附近的碳鏈斷裂生成酮類、烯類及一氧化碳等低分子物質并返回到物質循環圈中，不存在環境污染，是一種新型的環境友好材料［2］。且有實驗證明，分子量大、結晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破壞性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定時間內能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，僅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、價格便宜、生物降解性等優點，成為近年來研究的熱點。淀粉降解塑料泛指組成中含有淀粉或其衍生物的塑料，發展至今已經過了四個時期：填充型淀粉塑料，光/生物雙降解型塑料，共混型塑料和全淀粉熱塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烴類聚合物中加入廉價的淀粉作為填充劑，其中淀粉含量在10%30%，僅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要幾百年才能達到完全生物降解。光/生物雙降解型是由光敏劑、淀粉、合成樹脂及少量助劑等制成，其降解機理是先降解的淀粉可使高聚物母體變得疏松，增大表面/體積比，同時光敏劑、促氧劑等物質被光、熱、氧引發，發生光氧化和自氧化作用，導致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下來人們發現，通過共混能解決淀粉粘性高、抗濕性低及與一些聚合物不相容等缺點，于是開始將淀粉與聚烯烴類等一些不可降解聚合物混合來提高淀粉的強度，但這類產品不能完全降解；后來便試圖將其與PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉熱塑性塑料含淀粉70%-90%,其余組成是一些可光降解的加工助劑，使用后能在環境中完全降解，但天然淀粉不具有熱塑性，必須先利用物理場作用使其分子結構無序化后才能在塑料機械中加工成型。

2.2 化學合成型生物降解高分子［4］

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基結構的脂肪族聚酯來合成生物降解高分子材料，工業化的有聚乳酸和聚己內酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等為原料，發酵制得的易生物降解的熱塑性材料，因乳酸存在一個羥基和一個羧基，可通過縮聚反應直接轉換成低分子量聚酯，再通過選擇適宜的聚合條件來合成目標分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、機械性能及物理性能等，被視為新世紀最有發展前途的新型包裝材料。聚己內酯也是脂肪族聚酯中應用較為廣泛的一種可降解高分子材料，通過己內酯的開環聚合制得，是一種半結晶型聚合物，室溫下為橡膠態，具有很好的柔韌性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解產物是二氧化碳和水，被認為是環境友好包裝材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］

微生物合成高分子材料是通過用葡萄糖或淀粉類喂養，微生物在體內發酵合成的一類有機高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物發酵生成的一種多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、無毒副作用等特性，可用于制備高吸水性樹脂,作為一種治療骨質疏松的重要載體、藥物緩釋材料,吸附重金屬等，具有廣泛的應用前景［5］。聚羥基脂肪酸酯是一類由很多細菌在非平衡生長條件（如缺氧、磷等）下合成的線性聚酯，可作為碳源和能源的貯藏性物質，增強細菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解為二氧化碳和水，并且具有熱可塑性、生物可再生、生物相容性、光學異構性等，可作為生物醫用材料、日常消費用塑料制品、生物可降解包裝材料、生物能源，已成為可降解生物材料領域研究的熱點。

3.光/生物雙降解高分子材料

顧名思義，光/生物雙降解高分子材料同時具有光、生物雙降解功能，將光降解機理與生物降解機理結合起來，可以使二者優缺點互補，達到更好的降解效果。其制備方法主要是在通用高分子材料中添加光敏劑、自動氧化劑、抗氧劑和生物降解助劑等。目前研究比較多的有淀粉和光敏劑光降解樹脂合成的光/生物雙降解淀粉塑料及可控降解劑共混改性法制得的改性可控光/生物雙降解聚丙烯纖維制品等。光/生物雙降解淀粉塑料前面已提過，此處不再贅述，而可控雙降解聚丙烯纖維制品憑借著其可控降解性、存放性、無毒性等眾多優點，必將具有巨大的發展前景。

4.結語

隨著“白色污染”的日益加重和石油資源的日益枯竭，加大對高分子廢棄物的回收利用率和研制出高效的降解技術都是有效的解決途徑，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能從根本上解決這些問題，且光-生物雙降解高分子材料憑借著其獨特的優勢將會成為今后的研究重點之一。(作者單位：鄭州大學材料科學與工程學院)

參考文獻：

［1］ ，嚴玉蓉，趙耀明.納米二氧化鈦催化光降解聚丙烯纖維的研究［J］.合成材料老化與應用，2005,34（1）：8-12.

［2］ 鄒麗萍.綠色高分子材料聚酮的合成研究［D］.昆明：昆明理工大學，2007:1-5.

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在現代人們的生活過程中，由各種各樣包裝造成的社會資源浪費和生活環境污染問題越來越突出，而越來越多人們對生活環境的重視程度不斷提高，人們的環境保護意識不斷增強，從而推動了綠色生態包裝材料在現代包裝設計中的應用，充分凸顯了綠色生態包裝材料的重要性[1]。

1 綠色包裝材料的種類

1.1 高性能的包裝材料

所謂高性能的包裝材料主要是在包裝設計的過程中，采用新型的紙質材料代替全金屬包裝材料，有效降低包裝的成本，最大限度減少各類包裝廢棄物對生活環境的污染。

1.2 可二次利用的包裝材料

這里提及的可二次利用的包裝材料，主要起源于國外。其中較為典型的就是瑞典等國家采用PET材質的飲料瓶，這種瓶子能夠重復使用，有效減少包裝材料造成的資源浪費現象。

1.3 可食性包裝材料

可食性包裝材料具有能夠供人們食用的特點。在現代包裝材料的應用過程中，可食性包裝材料主要包括了淀粉、蛋白質、植物纖維和其他天然物質等。目前，可食性包裝材料主要應用于食品和藥品等包裝中[2]。

1.4 可降解包裝材料

可降解包裝材料主要是指包裝材料經過一段較長的時間和處于特定環境下，所導致包裝材料的化學結構發生化學性變化的塑料。其中具體表現為可降解材料在結束自身的使用壽命之后，當受到陽光紫外光的作用和土壤中水分的影響，能夠在一定的環境中發生分裂和可降解的現象，最終以無污染的形態進入到生活環境中。目前，在包裝材料應用中，可降解塑料材料主要分為合成光降解塑料、添加光敏劑的光降解塑料、生物降解塑料以及多種降解塑料等綜合在一起的多功能可降解材料。除此之外，還可以根據可降解材料所處環境發生變化而分為光降解塑料、生物降解塑料、完全或者部分生物降解塑料等等[3]。

1.5 利用自然資源開發天然包裝材料

所謂天然包裝材料主要是指自然環境中自然生成的天然生物材料。目前應用較多的天然包裝材料包括竹子、木材、麻類、柳條、蘆葦等，這些包裝材料主要來源于自然環境中，能夠在受到自然環境中的水、光照等條件下分解掉。這種包裝材料不僅不會對生態環境造成污染，而且還會有效降低包裝材料的生產成本。

2 在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料的作用

綠色包裝的內涵主要是指保護生態環境、節約資源成本，從源頭上減少各類包裝材料產生的包裝廢棄物。在我國長久的發展過程中，在選擇物品包裝材料的過程中，大部分是取材于自然中，如：竹子、草木、蘆葦等。這些純天然的包裝材料不僅具有一定的天然美感，而且還具有保護生態環境，減少資源浪費的作用，順應了生態環境的發展規律。

2.1 包裝設計的市場需要

在現代人們綜合素質提升，對生態環境保護的意識不斷增強的背景下，現代消費者對綠色生態環保的包裝設計越來越重視。其中，通過相關數據了解：80%的美國人和70%的英國人等在購買物品的過程中會思考這個物品包裝的生態標準。在現代包裝設計中，應該充分尊重消費者的心理情況，盡量在包裝設計和制造中減少破壞生態環境的成分，這也是現代包裝中必須重視的一個問題。其中，造成這種現象的主要原因就是對生態環境的關注催生了新一代的綠色消費者，這些新的消費群體都會對物品將會對環境產生的影響進行思考。因此，在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料符合現代包裝設計的市場需要。

2.2 推動現代包裝設計創新

為了更好的在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料，便需要從原材料的選擇入手，充分利用現代科學技術，開發一些可降解、可食用、可重復使用的包裝材料。同時，在制作包裝材料的過程中，還應該堅持節約材料的原則，堅持在滿足包裝材料基本要求的基礎上，減少包裝材料的使用量，從而避免現代包裝材料造成浪費資源的現象。除此之外，在包裝制作的過程中，還需要注意包裝材料的輔助材料的有害性，盡量避免在包裝材料制作過程中添加一些如鉛、汞等有毒物質，最大限度降低包裝材料對生態環境的污染。

中國端午節吃的粽子，其使用的便是粽葉。這種粽葉主要生長在一些較高的山嶺中，根系發達，具有較強的生命力。這種植被不僅能夠起到保護生態植被的作用，而且又是一種取之不盡的自然材料，所以被稱之為山嶺的綠色銀行。這種粽葉無毒，而且不會對大自然造成污染。因此，在粽子的包裹過程中應用這種粽葉，不僅能夠減少對大自然的污染，而且不會對人體造成傷害。同時，這種粽葉生長速度快，成本低廉，是一種較好的無污染一次性食用包裝材料。還有一些人們，將這種粽葉作為餐桌上的食品包裝，既美觀，又環保節約，推動了現代包裝設計的創新。

2.3 資源和環境保護的需要

在現代商品的生產過程中，包裝是一種必不可少的組成成分，主要應用在各類商品的開發和制作中。物品包裝雖然能夠給人們帶來短暫的方便，但是也造成了大量資源浪費和環境污染的問題。

在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料能夠減少資源浪費，對環境起到保護的作用，其主要原因是綠色生態包裝材料具有回收和再利用的功能[4]。通過相關數據了解到，大部分人們在使用完物品包裝之后便選擇丟棄，從而導致食品包裝成為污染環境的垃圾。從這個問題能夠看出物品包裝材料的回收和再利用工作具有非常重要的作用。如果所使用的包裝材料全部是易降解和生態環保的，能夠被回收再利用，直接分解，就能夠將對生態環境造成的影響降到最低。例如，上圖是使用竹子為主要原材料的包裝物品。這些包裝物品在設計的過程中，從原材料的選擇方面開始都凸顯了生態綠色理念。竹子高大，生長速度較快，分布范圍較廣。因此，在現代包裝設計中，竹子作為包裝材料的一種類型，能夠被廣泛的應用。其中，在竹子的生產加工過程中，主要是根據竹子的特性進行加工制作，并不需要添加過多的輔助材料。同時，采用竹子制作的包裝，在結束使用壽命之后，放置于特定的環境中很容易被降解，并不會對生態環境造成較大的影響。一般情況下，包裝材料設計師在包裝設計的階段，便會結合竹子自身的本質特性，充分發揮其作為包裝材料的循環再利用的作用，從而達到一物多用的目的。

結語

綜上所述，在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料具有非常重要的作用。其不僅能夠倡導綠色生態觀念，提升現代人們的生活質量，保護人們的身體健康，而且能夠促進生態環境朝著可持續的方向發展。因此，在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料是值得大力宣傳和推廣的。

參考文獻

[1]石巖.原生態包裝在現代包裝設計中的開發與應用[J].包裝工程，2011（10）：5-7.

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所謂高性能的包裝材料主要是在包裝設計的過程中，采用新型的紙質材料代替全金屬包裝材料，有效降低包裝的成本，最大限度減少各類包裝廢棄物對生活環境的污染。

1.2可二次利用的包裝材料

這里提及的可二次利用的包裝材料，主要起源于國外。其中較為典型的就是瑞典等國家采用PET材質的飲料瓶，這種瓶子能夠重復使用，有效減少包裝材料造成的資源浪費現象。

1.3可食性包裝材料

可食性包裝材料具有能夠供人們食用的特點。在現代包裝材料的應用過程中，可食性包裝材料主要包括了淀粉、蛋白質、植物纖維和其他天然物質等。目前，可食性包裝材料主要應用于食品和藥品等包裝中。

1.4可降解包裝材料

可降解包裝材料主要是指包裝材料經過一段較長的時間和處于特定環境下，所導致包裝材料的化學結構發生化學性變化的塑料。其中具體表現為可降解材料在結束自身的使用壽命之后，當受到陽光紫外光的作用和土壤中水分的影響，能夠在一定的環境中發生分裂和可降解的現象，最終以無污染的形態進入到生活環境中。目前，在包裝材料應用中，可降解塑料材料主要分為合成光降解塑料、添加光敏劑的光降解塑料、生物降解塑料以及多種降解塑料等綜合在一起的多功能可降解材料。除此之外，還可以根據可降解材料所處環境發生變化而分為光降解塑料、生物降解塑料、完全或者部分生物降解塑料等等。

1.5利用自然資源開發天然包裝材料

所謂天然包裝材料主要是指自然環境中自然生成的天然生物材料。目前應用較多的天然包裝材料包括竹子、木材、麻類、柳條、蘆葦等，這些包裝材料主要來源于自然環境中，能夠在受到自然環境中的水、光照等條件下分解掉。這種包裝材料不僅不會對生態環境造成污染，而且還會有效降低包裝材料的生產成本。

2在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料的作用

綠色包裝的內涵主要是指保護生態環境、節約資源成本，從源頭上減少各類包裝材料產生的包裝廢棄物。在我國長久的發展過程中，在選擇物品包裝材料的過程中，大部分是取材于自然中，如：竹子、草木、蘆葦等。這些純天然的包裝材料不僅具有一定的天然美感，而且還具有保護生態環境，減少資源浪費的作用，順應了生態環境的發展規律。

2.1包裝設計的市場需要

在現代人們綜合素質提升，對生態環境保護的意識不斷增強的背景下，現代消費者對綠色生態環保的包裝設計越來越重視。其中，通過相關數據了解：80%的美國人和70%的英國人等在購買物品的過程中會思考這個物品包裝的生態標準。在現代包裝設計中，應該充分尊重消費者的心理情況，盡量在包裝設計和制造中減少破壞生態環境的成分，這也是現代包裝中必須重視的一個問題。其中，造成這種現象的主要原因就是對生態環境的關注催生了新一代的綠色消費者，這些新的消費群體都會對物品將會對環境產生的影響進行思考。因此，在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料符合現代包裝設計的市場需要。

2.2推動現代包裝設計創新

為了更好的在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料，便需要從原材料的選擇入手，充分利用現代科學技術，開發一些可降解、可食用、可重復使用的包裝材料。同時，在制作包裝材料的過程中，還應該堅持節約材料的原則，堅持在滿足包裝材料基本要求的基礎上，減少包裝材料的使用量，從而避免現代包裝材料造成浪費資源的現象。除此之外，在包裝制作的過程中，還需要注意包裝材料的輔助材料的有害性，盡量避免在包裝材料制作過程中添加一些如鉛、汞等有毒物質，最大限度降低包裝材料對生態環境的污染。中國端午節吃的粽子，其使用的便是粽葉。這種粽葉主要生長在一些較高的山嶺中，根系發達，具有較強的生命力。這種植被不僅能夠起到保護生態植被的作用，而且又是一種取之不盡的自然材料，所以被稱之為山嶺的綠色銀行。這種粽葉無毒，而且不會對大自然造成污染。因此，在粽子的包裹過程中應用這種粽葉，不僅能夠減少對大自然的污染，而且不會對人體造成傷害。同時，這種粽葉生長速度快，成本低廉，是一種較好的無污染一次性食用包裝材料。還有一些人們，將這種粽葉作為餐桌上的食品包裝，既美觀，又環保節約，推動了現代包裝設計的創新。

2.3資源和環境保護的需要

篇（7）

Progress poly β- hydroxybutyric acid biosynthetic material

Miao Piao-piao

（Hebei Zhicheng Construction Co.， Ltd Handan Hebei 056000）

【Abstract】This article focuses on the progress of PHB synthesis， performance improvement， degradation， etc.， and to make future directions.

【Key words】PHB；Biosynthesis；Biodegradable material improvement；Degradation

隨著石油化學工業的發展，化學合成塑料的使用越來越廣泛，作為合成高分子材料，化學合成塑料在自然環境下難以分解，造成了嚴重的“白色污染”。過去對廢舊塑料的處理辦法主要是土埋和焚燒，土埋浪費大量的土地，焚燒則會產生大量的二氧化碳及其它對人有害的氮、硫、磷、鹵素等化合物，助長了溫室效應及酸雨的形成。面對日益嚴峻的資源和環境問題，走可持續發展道路，就要研究開發可自然降解的新材料。PHB是微生物合成型降解材料中的典型代表，具有良好的生物降解性，分解產物可全部為生物利用，目前研究較為深入并初步進入商品化階段。

1. PHB的性質

聚羥基丁酸酯PHB，作為一種天然高分子聚合物，具有生物相容性、生物可降解性、無刺激性、無免疫原性和組織相容性等特殊性能，在組織工程、藥物緩釋控釋系統、骨科以及醫用手術縫合線領域獲得成功的應用。PHB有良好的生物降解性，其分解產物可全部為生物利用，對環境無任何污染；其熔融溫度為175～180℃，是一種可完全分解的熱塑性塑料。它的物理性質和分子結構與聚丙烯（PP）很類似，如摩爾質量、軟化點、結晶度、拉伸強度等，目前主要應用于醫療、工業、包裝、農業等領域。

2. PHB的生物合成

PHB的生物合成途徑有微生物發酵法，轉基因植物法。

2.1 微生物發酵。微生物發酵生產是獲得生物可降解塑料的主要途徑，近30年大量的研究工作集中于發酵工藝的改進和高效菌株的篩選來提高PHA的容積產率和胞內含量。最近利用污水處理系統中的活性污泥合成PHB，大大降低了底物成本且無需滅菌操作，大大降低了成本，吸引了廣泛的關注。

2.1.1 細菌發酵合成PHB工藝改良。到目前為止，已發現100種以上的細菌能夠生產PHB。通常，在自然環境中微生物能儲備干燥菌體質量5%～20%的PHB。在合適的條件，如碳源過量、限制氮、磷等發酵條件下，PHB含量可以達到細胞干重的70%～80%自然界中許多屬、種的細菌在細胞內都能積累PHB顆粒，如產堿桿菌、甲基營養菌及鞘細菌等。于平、勵建榮等在相關研究文獻[1]中指出真養產堿桿菌發酵生產聚β-羥基丁酸（PHB）的最優化培養基組成和培養條件為：葡萄糖4.0%，硫酸銨0.3%，pH7.2，裝液量80mL/250mL，接種量10%，PHB的質量濃度達到最高值0.825g/L，細胞干重為1.734g/L。鞘細菌對環境的適應能力較強，且有研究表明，其細胞內的PHB貯存比例較高。全桂靜和程文輝通過實驗表明：以甘油和蛋白胨為碳源和氮源，適宜條件下100mL發酵液的PHB產量最高可達10.58mg。

2.1.2 篩選高效菌種。國內外對于高效菌種的選育主要有構建基因工程菌法和紫外線誘變法。1987年，吉利亞James Madison大學的Dennis成功地從A.eutrophus中克隆到合成PHB的基因，并轉入E.coil中構建成重組E.coil突變株，其細胞比正常細菌細胞大10倍，該菌株可以直接利用各種碳源，如葡萄糖、蔗糖、乳糖、木糖等廉價底物，進一步降低了成本。奧地利維也納大學在組建工程大腸桿菌的同時引入熱敏噬菌體溶解基因，可使細菌易裂解釋放PHB，這一成果的最大特點是可降低提取成本，為推向市場打下基礎。在國內也有一些紫外誘變法篩選優良菌株的研究，使原始菌株PHB產量得到很大的提高，如國家重點基礎研究發展計劃項目中徐愛玲、張帥等采用紫外線照射和放射性元素鈷60輻射誘變方法，對Acidiphilium cryptum DX1-1進行了誘變改良，誘變后篩選得到的一株菌UV60-3，PHB含量達到28.56g/L，是原菌株的1.45倍，并且可穩定遺傳。對菌株UV60-3積累PHB的碳氮比進行了探索，結果顯示在碳源濃度60g/L，氮源濃度30 g/L，C/N為3.76時PHB含量最高，PHB含量達到30.57g/L。

2.1.3 活性污泥合成PHB。利用活性污泥的混合碳源與微生物群合成PHB 是生物合成PHB 的一條新途徑，既處理了污水，又降低了合成費用，而且得到的產物其性能比單一菌株在純碳源培養得到的PHB要優越。在污水處理過程中，活性污泥微生物常常將可快速降解的碳源物質貯存為PHA，而不是首先將它們用于生物量的增長，因此，可以通過適當的工藝調控將活性污泥馴化為PHA的生產者。日本東京大學的Satoh.H. 研究小組發現采用“微嗜氣2好氣”供氣過程可以提高PHB在污泥中的產量，[4，5]表明了工藝過程、營養組成及條件控制影響PHAs的產率。中國科學院生態環境研究中心曲波、劉俊新在活性污泥合成可生物降解塑料PHB的工藝優化研究中結果中表明――溶解氧（DO）濃度、pH值和底物-生物量比（food-microorganism ratio，F/M）是對PHB生產影響的關鍵參數底物的吸收速率、PHB產率和胞內含量均隨溶解氧濃度的提高而提高，本研究最優操作條件下獲得的PHB 含量已經接近純培養方法所獲得的典型的PHB 含量，展現了活性污泥合成PHB 的應用前景。

2.2 轉基因植物法。由于PHB的高成本生產和生物技術的進步，人們開始將注意力轉移到用轉基因植物來生產PHB，1992年，Poirier首先探討了用植物生產PHB的可行性，在擬南芥細胞質中定向合成PHB但是擬南芥的生長卻受到抑制，把細菌PHB生物合成的途徑定位于質體中，PHB占葉子干重的40%，但發現了植物生長和PHB含量有負關系。John等對用轉基因棉花合成PHB做了嘗試。轉基因棉花纖維的長度，強度都正常，但其絕緣性能卻提高了。熱性能改變很小，可能是因為只有很少量的PHB在纖維細胞的細胞質中（占纖維重的0.34%）王潮崗、胡章立以萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）作為受體材料，將合成的相關酶基因phbB和phbC導入衣藻中，實現了PHB在胞質中的合成，但含量較少。

3. PHB性能的改良

PHB是一種全同立構結晶性的聚酯，結晶度高達80%，常溫及玻璃化溫度（4℃）下表現為脆性，耐沖擊性能較差；加工成型只能在190℃附近的一個狹窄的溫度區間內進行，且熔融狀態極不穩定，易發生降解。這些缺點使其無法作為一種實用的塑料使用，同時也限制了在降解材料方面的應用。PHB改性主要體現在增韌和增塑改性，PHB增韌主要通過彈力體、聚乙二醇（PEO）、淀粉等與之共混改性，文獻報道的有效增塑劑有低相對分子質量PEO、檸檬酸三丁（三乙）酯、三乙酸（丁酸）甘油酯、ESO等從改良途徑講主要有物理共混、化學改性、生物改性。

4. PHB的降解

（1）PHB的生物降解歸因于許多細菌和真菌能夠分泌胞外PHB解聚酶PHB在解聚酶的作用下得到3-羥基丁酸，經過三羥基丁酸脫氫酶、乙酰乙酰輔酶和β-酮硫解酶作用下依次得到三羥基丁酸、乙酰乙酰輔酶A、乙酰輔酶A最后進入TCA循環。

（2）國外從60年代陸續開展了有關降解PHB的工作，但絕大部分菌株是近些年來獲得的。1963年Chowdhury首次發現降解PHB的微生物，它們是Bacillus，Seudomonas和Streptomyces，隨后人們陸續動環境中分離出其他一些能降解PHB的微生物類型。直接用從自然界中篩選的菌種產生的PHB降解酶的活性比較低，降解PHB的速度比較緩慢。近幾年有許多學者通過紫外線誘變獲得了高產PHB的菌株。次素琴、陳珊等以降解聚2β羥基丁酸酯（PHB）的青霉（Penicillium sp1）DS9713a為出發菌株，通過紫外線（UV）誘變分生孢子，采用透明圈初篩和搖瓶復篩，獲得酶活高于原始菌株的突變株5株，其中DS9713a-CS01突變株的PHB解聚酶活力高于對照97.42%。中國科學院研究所戴美學等根據苜蓿根瘤菌Rm1021基因組中與Ralstonia eutropha phaZ基因同源部分序列設計1對引物，從S.meliloti基因組中用PCR擴增出835bp phbD基因片段并克隆到載體PGEMR-T Easy上；通過在phbD 基因內插入ΩSmSp和基因置換構建了phbD突變體。該突變體可積累比野生型菌株多1.0～2.6倍的聚羥丁酶。

5. 展望

PHB作為最具代表性的一類生物塑料，具有良好的生物相容性和生物降解性。但是由于其生產菌的產量不高，生產菌在生長過程中所消耗的原料價格較高，天然產物的機械性能差，很多降解菌不能降解胞外的PHB等缺點影響了其使用，近年來，有大量的學者對此進行研究并取得了很大的進展。在能源與經濟、環保相協調的今天，隨著科技的進步，人們環保意識的增強，PHB將就有廣闊的前景。

參考文獻

[1] 于 平、勵建榮.真養產堿桿菌發酵生產PHB的培養條件優化[J].中國食品學報，2007.1：61～63.

篇（8）

所謂的“白色污染”，是人們對塑料垃圾污染環境的一種形象稱謂。是一次性難降解的塑料包裝物，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類生活塑料制品使用后被棄置成為固體廢物。

城市塑料垃圾的消耗量、廢棄量十分驚人。在“白色垃圾”中，污染最明顯、最令人頭痛、群眾反映最強烈的，是那些遍布城市街頭的廢舊塑料包裝袋，一次性塑料快餐具。據有關部門統計，僅以一次性塑膠泡沫快餐盒為例，我國全年消耗量達4億至7億個。

一、“白色污染”的現狀及其危害

塑料包裝材料在世界市場中的增長率高于其它包裝材料，19901995年塑料包裝材料的年平均增長率為8.9%。

我國是世界上十大塑料制品生產和消費國之一。包裝用塑料的大部分以廢舊薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丟棄在環境中。這些廢舊塑料包裝物散落在市區、風景旅游區、水體、道路兩側，不僅影響景觀，造成“視覺污染”，而且因其難以降解對生態環境造成潛在危害。

“白色污染”，的主要危害在于“視覺污染”，和“潛在危害”：

（1）“視覺污染”。在城市、旅游區、水體和道路旁散落的廢舊塑料包裝物給人們的視覺帶來不良刺激，影響城市、風景點的整體美感，破壞市容、景觀，由此造成“視覺污染”。

（2）“潛在危害”。廢舊塑料包裝物進入環境后，由于其很難降解，造成長期的、深層次的生態環境問題。首先，廢舊塑料包裝物混在土壤中，影響農作物吸收養分和水分，將導致農作物減產；第二，拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物，被動物當作食物吞入，導致動物死亡（在動物園、牧區和海洋中，此類情況已屢見不鮮）；第三，混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理：填埋處理將會長期占用土地，混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理，分揀出來的廢塑料也因無法保證質量而很難回收利用。

目前，人們反映強烈的主要是“視覺污染”問題，而對于廢舊塑料包裝物長期的、深層次的“潛在危害”，大多數人還缺乏認識。

二、對于危害嚴重的白色污染，世界各國的態度如何

世界各國已經被難纏的“白色污染”困擾多年，對于抵制“白色污染”更是各出奇招。

歐洲的很多國家的超市都采取出售一次性購物袋的辦法控制購物袋的使用量，事實證明，運用經濟杠桿應對“白色污染”是個行之有效的辦法。

立法禁止使用塑料袋是應對“白色污染”的官方舉措。美國的舊金山市是美國第一個封殺塑料袋的城市。2007年3月27日，美國舊金山市議會通過一項法案，限令舊金山的超市、藥店等零售商分別在6個月和1年內停止使用化工塑料袋。該法案規定，超市和藥店零售商只允許向顧客提供紙袋、布袋或以玉米副產品為原料生產的可降解塑料袋，化工塑料袋被嚴格禁止。如果不想被罰款，商家就只能乖乖地放棄使用塑料袋。實施這項禁令后，每年將節省45萬加侖的石油，也省卻了1400噸垃圾填埋的麻煩。

韓國政府從1999年起要求全國商場超市不再免費提供塑料袋和紙質購物袋。為推行和宣傳這項措施，韓國政府當時在全國張貼了10萬張宣傳畫，分發了20萬份宣傳冊和6.5萬個環保購物袋。新加坡也從去年開始舉辦“自備購物袋日”活動，每逢星期三，新加坡全國206家超市就會以非強制性的方式鼓勵消費者少用塑料袋。

世界上其它國家也醞釀出臺相關的法律法規，遏制“白色污染”。法國將從2010年元旦起，在全國范圍內禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亞環境、遺產和藝術部長彼得·加勒特宣布，澳大利亞的超級市場將分階段停止使用塑料購物袋，這項計劃將于2008年底前開始實施。

在我國，如何防治“白色污染”，保護好城市生態環境呢?有關專家提出以下防治措施：

（1）將“白色污染”防治工作納入法制化軌道。目前，國家對此末專門立法，廣大群眾希望有關法規盡快出臺。

（2）制定中長期治理規劃。非降解塑料制品從城市生活中“退位”已是必然趨勢。這就要求人們應當有個緊迫觀念，為其做兩種準備，一是找出路；二是制定時間表。有關部門要在根治污染、減經污染、預防污染三個層次上規定任務、明確責任，使“白色污染”的治理有步驟、有目標、有期限地穩妥展開。

（3）重視“白色污染”防治；的科學研究和技術攻關。大力支持可降解型“綠色”替代產品的研制、生產、銷售和使用。

（4）增強全民環境衛生意識，把“白色污染”防治作為“兩個文明”建設和綜合整治城市環境的重點內容來抓。

（5）狠抓污染源頭治理，實行減量化、無害：化和省資源化、再資源化原則。一方面要抑制：“白色污染”量，另一方面強調“白色垃圾”的回收利用。

抵制“白色污染”的沖鋒號已經在全球吹響，公眾、商家、政府一個都不能少。

三、結語

隨著白色污染問題的不斷惡化和人類對其環境的重視，消除白色污染愈來愈受到人們的重視。完全生物降解高分子材料由于其生產成本太高，用途難以進一步擴大，而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后，殘余的碎片并不能完全降解，其分解產物是否會造成二次污染尚不明確。如何解決目前的環境問題，筆者認為首先應強調廢舊塑料的回收、分類、加工，使有限的資源循環利用；其次是強調全民行動起來，響應號召，拒絕使用一次性塑料袋，改用溫馨可愛結實耐用可長期使用的布袋。相信在不久的將來，白色污染物從我們身邊永遠消失不見……

參考文獻：

長安，當代環境問題新特點[J].學科教育，1995，（06）.

篇（9）

所謂的“白色污染”，是人們對塑料垃圾污染環境的一種形象稱謂。是一次性難降解的塑料包裝物，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類生活塑料制品使用后被棄置成為固體廢物。

城市塑料垃圾的消耗量、廢棄量十分驚人。在“白色垃圾”中，污染最明顯、最令人頭痛、群眾反映最強烈的，是那些遍布城市街頭的廢舊塑料包裝袋，一次性塑料快餐具。據有關部門統計，僅以一次性塑膠泡沫快餐盒為例，我國全年消耗量達4億至7億個。

一、“白色污染”的現狀及其危害

塑料包裝材料在世界市場中的增長率高于其它包裝材料，19901995年塑料包裝材料的年平均增長率為8.9%。

我國是世界上十大塑料制品生產和消費國之一。包裝用塑料的大部分以廢舊薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丟棄在環境中。這些廢舊塑料包裝物散落在市區、風景旅游區、水體、道路兩側，不僅影響景觀，造成“視覺污染”，而且因其難以降解對生態環境造成潛在危害。

“白色污染”，的主要危害在于“視覺污染”，和“潛在危害”：

（1）“視覺污染”。在城市、旅游區、水體和道路旁散落的廢舊塑料包裝物給人們的視覺帶來不良刺激，影響城市、風景點的整體美感，破壞市容、景觀，由此造成“視覺污染”。

（2）“潛在危害”。廢舊塑料包裝物進入環境后，由于其很難降解，造成長期的、深層次的生態環境問題。首先，廢舊塑料包裝物混在土壤中，影響農作物吸收養分和水分，將導致農作物減產；第二，拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物，被動物當作食物吞入，導致動物死亡（在動物園、牧區和海洋中，此類情況已屢見不鮮）；第三，混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理：填埋處理將會長期占用土地，混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理，分揀出來的廢塑料也因無法保證質量而很難回收利用。

目前，人們反映強烈的主要是“視覺污染”問題，而對于廢舊塑料包裝物長期的、深層次的“潛在危害”，大多數人還缺乏認識。

二、對于危害嚴重的白色污染，世界各國的態度如何

世界各國已經被難纏的“白色污染”困擾多年，對于抵制“白色污染”更是各出奇招。

歐洲的很多國家的超市都采取出售一次性購物袋的辦法控制購物袋的使用量，事實證明，運用經濟杠桿應對“白色污染”是個行之有效的辦法。

立法禁止使用塑料袋是應對“白色污染”的官方舉措。美國的舊金山市是美國第一個封殺塑料袋的城市。2007年3月27日，美國舊金山市議會通過一項法案，限令舊金山的超市、藥店等零售商分別在6個月和1年內停止使用化工塑料袋。該法案規定，超市和藥店零售商只允許向顧客提供紙袋、布袋或以玉米副產品為原料生產的可降解塑料袋，化工塑料袋被嚴格禁止。如果不想被罰款，商家就只能乖乖地放棄使用塑料袋。實施這項禁令后，每年將節省45萬加侖的石油，也省卻了1400噸垃圾填埋的麻煩。

韓國政府從1999年起要求全國商場超市不再免費提供塑料袋和紙質購物袋。為推行和宣傳這項措施，韓國政府當時在全國張貼了10萬張宣傳畫，分發了20萬份宣傳冊和6.5萬個環保購物袋。新加坡也從去年開始舉辦“自備購物袋日”活動，每逢星期三，新加坡全國206家超市就會以非強制性的方式鼓勵消費者少用塑料袋。

世界上其它國家也醞釀出臺相關的法律法規，遏制“白色污染”。法國將從2010年元旦起，在全國范圍內禁用不可生物降解塑料袋。澳大利亞環境、遺產和藝術部長彼得·加勒特宣布，澳大利亞的超級市場將分階段停止使用塑料購物袋，這項計劃將于2008年底前開始實施。

在我國，如何防治“白色污染”，保護好城市生態環境呢?有關專家提出以下防治措施：

（1）將“白色污染”防治工作納入法制化軌道。目前，國家對此末專門立法，廣大群眾希望有關法規盡快出臺。

（2）制定中長期治理規劃。非降解塑料制品從城市生活中“退位”已是必然趨勢。這就要求人們應當有個緊迫觀念，為其做兩種準備，一是找出路；二是制定時間表。有關部門要在根治污染、減經污染、預防污染三個層次上規定任務、明確責任，使“白色污染”的治理有步驟、有目標、有期限地穩妥展開。

（3）重視“白色污染”防治；的科學研究和技術攻關。大力支持可降解型“綠色”替代產品的研制、生產、銷售和使用。

（4）增強全民環境衛生意識，把“白色污染”防治作為“兩個文明”建設和綜合整治城市環境的重點內容來抓。

（5）狠抓污染源頭治理，實行減量化、無害：化和省資源化、再資源化原則。一方面要抑制：“白色污染”量，另一方面強調“白色垃圾”的回收利用。

抵制“白色污染”的沖鋒號已經在全球吹響，公眾、商家、政府一個都不能少。

三、結語

隨著白色污染問題的不斷惡化和人類對其環境的重視，消除白色污染愈來愈受到人們的重視。完全生物降解高分子材料由于其生產成本太高，用途難以進一步擴大，而淀粉基降解塑料在淀粉基降解后，殘余的碎片并不能完全降解，其分解產物是否會造成二次污染尚不明確。如何解決目前的環境問題，筆者認為首先應強調廢舊塑料的回收、分類、加工，使有限的資源循環利用；其次是強調全民行動起來，響應號召，拒絕使用一次性塑料袋，改用溫馨可愛結實耐用可長期使用的布袋。相信在不久的將來，白色污染物從我們身邊永遠消失不見……

參考文獻：

[1]長安，當代環境問題新特點[J].學科教育，1995，（06）.

篇（10）

隨著科學的進步，社會的發展，越來越多的高分子聚合物出現在人們日常生活中，儼然已經成為人們必不可少的生活用品，與人們的日常生活密切相關，如塑料口袋、汽車輪胎以及一些復合纖維。高分子聚合物的應用，的確給人們帶來了很多方便，與此同時，它也帶來了一些問題，因為它們都屬于有機物，所以在使用以后的善后處理工作就顯得不那么容易。

首先，它不能燃燒，因為不論是塑料還是輪胎，它們在燃燒的時候會造成很大的污染，伴隨著燃燒不充分的一氧化碳排到空氣，對人體的傷害很大，對自然的破壞也很大；其次，不能掩埋，由于其特殊的高分子聚合物性質，注定了它的高含碳量，而碳的穩定性極強，因此，也不能對其進行掩埋。由于它們的不可降解性，給人們對其善后處理帶來了考驗，處理成本高，處理不好會產生很多白色垃圾，造成嚴重的污染。由于我們的日常生活出行已經離不開這些聚合物，因此，開發一種新的可降解的高分子聚合物取代這些不可降解的聚合物勢在必行，在全球提倡凈化空氣，保護環境的大潮流下，聚乳酸（PLA）應運而生。聚乳酸是由谷物的發酵，產生的乳酸（LA）為原料聚合而成，由于乳酸的主要成分是碳水化合物，所以聚乳酸的主要成分也是碳水化合物，聚乳酸在廢棄以后，可以在自然界中降解為水和二氧化碳，不會對空氣造成污染，在生活中使用也不會有毒副作用，是傳統塑料很好的代替品。

一、聚乳酸的基本性質

聚乳酸有三種:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋) ，常用易得的是PDLLA和PLLA ,分別由乳酸或丙交酯的消旋體、左旋體制得。因為PLA光學活性不一樣，所以在微觀結構上存在著顯著的差異，進而致使它們的硬度、力學強度、加工性能、降解速率等方面有巨大的差異。而PDLA、PLLA兩者具備結晶性，具有熔點高的特點，其力學強度高，降解吸收時間長，適用于內植骨裝置的固定。PDLLA為非結晶結構，降解吸收速度較快，適用于軟組織修復。此外，PLA有良好的光澤度與透明度，還有很好的拉伸度和延展度，有染色和織布等加工性能。

二、聚乳酸的降解機理

（一）水解降解

聚乳酸是可吸收性和生物相容性都很好的降解材料，很有發展前途。聚乳酸及其共聚物降解的早期階段就是水解的過程，聚乳酸降解的基礎就是進行簡單的水解，這種降解是由于水分子的攻擊，造成酯鍵斷裂，從而形成醇和羧基，而聚乳酸屬于聚酯高分子材料，含有酯鍵，易水解，脂類在酸性和堿性的催化下易于降解。

（二）微生物和酶的降解

微生物降解是自然界中最普遍的降解方式。聚乳酸能被很多如青霉素、腐殖菌、鐮刀酶念珠菌等微生物降解。其中，青霉素和鐮刀酶念珠菌能完全吸收PDLLA，能部分吸收聚乳酸的低聚物。在脂酶催化下，聚乳酸的降解率遠大于蛋白酶催化時的降解率。在降解過程中，隨著結晶的增加，水解速率會變慢，但不會形成新的結晶。微生物降解方法是在自然環境中進行降解的一種模擬試驗方法，能比較理想地反映聚乳酸的降解性能。如果微生物量適中且溫度適宜，就能加速降解的進程，還能降低結晶的形成，使降解速度更快。

三、對于聚乳酸降解方法的分析

目前，世界上對聚乳酸的降解分析研究主要基于水解和微生物的降解。為了加快聚乳酸的降解速率，國外Renouf-Glauser等相關專家加入了月桂酸，當攝入量控制在4.5%的時候，降解時間能減少到一周。在此研究基礎上，研究者們又做了幾組實驗，在降解的過程中加入不同分量的月桂酸對聚乳酸的降解時間進行比較分析，最終發現根據實際加入量的多少能夠將降解時間控制在一定的范圍內，在實際運營中，人們就可以根據自身需要可以把降解時間控制在一至幾周內。中國相關研究者楊小強等在聚乳酸中加入膠原質，研究結果發展，膠原質的加入大大提高了聚乳酸的降解速度，在五周左右的時間就能將聚乳酸的質量降解到一半，但對力學性能的影響很大，實驗表明這些材料的拉伸彈性模量和彎曲彈性模量分別減少了80%左右。

四、影響聚乳酸降解速度的因素

影響聚乳酸降解速度的內在因素就是高分子由于其自身成分和分子結構的特殊性，使得降解過程相對復雜，外在因素就有如微生物和酸堿度等，都對其降解速度有很大的影響。歸納起來，影響聚乳酸降解的主要因素可以歸類為兩方面：環境和材料。

（一）環境的影響

環境中有很多不確定的因素，如溫度、濕度、微生物、酸堿度等。例如，酶作為催化劑，在降解過程中起著推動降解加快的作用，溫度過高會影響酶的活性，從而影響降解速率，而且，環境中的PH值同樣也會影響酶的生長，過高或過低的PH值都不利于酶的生長。聚乳酸共聚物的降解在酸性的條件下進行，氫離子能使酯鍵斷裂，而酸性和堿性則都能使聚乳酸進行水解。研究表明，聚乳酸在酸堿性環境下的降解速率是：堿性>酸性>中性。

（二）材料的影響

影響材料的降解因素主要是由于材料本身特殊的分子結構，共聚物易水解的主鏈和其單體的親水性能。根據化學鍵水解難易程度的不同，可將不同主鏈的共聚物在同等水性條件中進行研究對比，根據實驗結果可知，其降解的難易程度由大到小的排列是：聚酸酯>聚原酸酯>聚羧酸酯>聚氨基甲酸酯>聚碳酸酯>聚羥類聚醚。

除了主鏈結構的影響，材料對于水的滲透性能也是影響聚合物降解速度的重要因素。因為聚合物的親水性和親脂性主要是由單體的化學結構及其性能決定，所以單體的親水性對聚合物的降解有很大的影響，但是在實際使用中，我們可以通過人為的方式改變水的滲透性，比如可以增加材料的表面積和材料的多孔結構，實現降解速度的加快。

五、結束語

聚乳酸無污染的降解能降低對生態的破壞，減少污染，是替代傳統高分子聚合物材料的首選，但目前，我國對聚乳酸等降解材料的研究還處于起步階段，聚乳酸的使用成本還相對較高，我國可利用富饒的谷物發酵進行研制方面的工作。

參考文獻：

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[2] 林云, 劉國清. 三種生物降解塑料改性技術研究進展[J]. 中國塑料, 2011, 25(11): 1-4.

篇（11）

人類正面臨有史以來最嚴重的環境危機，由于人口急劇的增加，資源的消耗日益擴大，人均耕地、淡水和礦產等資源占有量逐漸減少，人口與資源的矛盾越來越尖銳；環保問題就成為經濟與社會發展的重要問題之一。作為國民經濟支柱產業之一的化學工業及相關產業，在為創造人類的物質文明作出重要貢獻的同時，在生產活動中不斷排放出大量有毒物質，化學工業也為環境和人類的健康帶來一定的危害。發達國家對環境的治理，已開始從治標，即從末端治理污染轉向治本，即開發清潔工業技術，消減污染源頭，生產環境友好產品。“綠色技術”已成為21世紀化工技術與化學研究的熱點和重要科技前沿。

綠色化學又稱綠色技術、環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學即是用化學及其它技術和方法去減少或消除那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生。

傳統化學向綠色化學的轉變可以看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變。綠色化學可以變廢為寶，可使經濟效益大幅度提高。綠色化學已在全世界興起，它對我國這樣新興的發展中國家更是一個難得的機遇。

一、采用無毒、無害并可循環使用的新物料

1.原料選擇

工業化的發展為人類提供了許多新物料，它們在不斷改善人類物質生活的同時，也帶來大量生活廢物，使人類的生活環境迅速惡化。為了既不降低人類的生活水平，又不破壞環境，我們必須研制并采用對環境無毒無害又可循環使用的新物料。

以塑料為例，據統計，到1989年美國在包裝上使用的塑料就超過55.43億kg（20世紀90年代數量進一步上升），打開包裝后即被拋棄，這些塑料廢物破壞環境是我們面臨的一大問題：掩埋它們將永久留在土地里中；焚燒它們會放出劇毒。

我國也大量使用塑料包裝，而且在農村還廣泛地使用塑料大棚和地膜，造成的“白色污染”也越來越嚴重。解決這個問題的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料，目前國際上已有一些成功的方法，例如：光降解塑料和生物降解塑料。前者已經投入生產。光生物雙降解塑料研究是我國“八五”科技攻關的一個重大項目，已取得一些進展。

2.溶劑的選擇

大量的與化學制造相關的污染問題不僅來源于原料和產品，而且源自在其制造過程中使用的物質。最常見的是在反應介質，分離和配方中所用的溶劑。在傳統的有機反應中，有機溶劑是最常用的反應介質，這主要是因為它們能較好地溶解有機化合物。但有機溶劑的毒性和難以回收又使之成為對環境有害的因素。因此，在無溶劑存在下進行的有機反應，用水作反應介質，以及超臨界流體作反應介質或萃取溶劑將成為發展潔凈合成的重要途徑。

2.1固相反應

固相化學反應實際上是在無溶劑化作用的新穎化學環境下進行的反應，有時可比溶液反應更為有效并達到更好的選擇性。它是避免使用揮發性溶劑的一個研究動向。

2.2 以水為溶劑的反應

由于大多數有機化合物在水中的溶解性差，而且許多試劑在水中會分解，因此一般避免用水作反應介質。但水作為反應溶劑有其獨特的優越性，因為水是地球上自然豐度最高的“溶劑”，價廉、無毒、不危害環境。此外水溶劑特有的疏水效用對一些重要有機轉化是十分有益的，有時可提高反應速率和選擇性，更何況生命體內的化學反應大多是在水中進行的。

水相有機合成在有機金屬類反應，水相Lewis酸催化的反應現都已取得較大進展。因此在某些有機化學反應中，開發利用以水作溶劑是大有可為的。

2.3 超臨界流體作為有機溶劑

超臨界流體是指超臨界溫度及超臨界壓力下的流體，是一種介于氣態與液態之間的流體。在無毒無害溶劑的研究中，最活躍的研究項目是開發超臨界流體（SCF），特別是超臨界CO2作溶劑。超臨界CO2是指溫度和壓力在其臨界點（31.10℃，7 477.79KPa）以上的CO2流體。它通常具有流體的密度，因而有常規常態溶劑的溶解度；在相同條件下，它又具有氣體的粘度，因而又具有很高的傳質速度。而且，由于具有很大的可壓縮性，流體的密度，溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來調節。其最大優點是無毒、不可燃、價廉等。

3. 催化劑的選擇

許多傳統的有機反應用到酸、堿液體催化劑。如烴類的烷基化反應一般使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸做催化劑，這些液體酸催化劑的共同缺點是：對設備腐蝕嚴重，對人身危害和產生廢渣污染環境。為了保護環境，多年來人們從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料入手，大力開發固體酸做為烷基催化劑。其中采用新型分子篩催化劑的乙苯液相烴化技術較為成熟，這種催化劑選擇性高，乙苯收率超過99.6%，而且催化劑壽命長。

二、化學反應的綠色化

為了節約資源和減少污染，合成效率成了當今合成方法學研究中關注的焦點。合成效率包括兩方面，一是選擇性（化學、區域、非對映體和對映體選擇性），另一個就是原子經濟性，即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化為產物，理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百的轉變為產物，不產生副產物或廢棄物，實現廢物的“零排放”。為此，化學化工工作者在設計合成路線時，要減少“中轉”、增加“直快”、“特快”，更加經濟合理地利用原料分子中的每一個原子，減少中間產物的形成，少用或不用保護基或離去基，避免副產物或廢棄物的產生。實現原子經濟反應的有效手段很多，在些不作贅述。

三、生物技術的應用