以白色化學(xué)污染為例淺析我國(guó)高分子可降解材料的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

郭昊奇(山西大學(xué)附屬中學(xué)，山西 太原 30006)

以白色化學(xué)污染為例淺析我國(guó)高分子可降解材料的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

郭昊奇(山西大學(xué)附屬中學(xué)，山西 太原 30006)

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展新態(tài)勢(shì)，人民生活水平逐步提高，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)也在日益增強(qiáng)，但是近些年來國(guó)民經(jīng)濟(jì)提高的同時(shí)，各種污染垃圾、耗能、不可降解的應(yīng)用材料卻對(duì)我們的日常生活及生活環(huán)境造成了很嚴(yán)重的破壞，其中白色化學(xué)污染就是危害環(huán)境的一個(gè)典型案例。本文主要以白色化學(xué)污染為例講述該類材料對(duì)環(huán)境造成的危害，提出現(xiàn)如今國(guó)家提倡使用的新型高分子可降解材料的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景做出了相關(guān)介紹。

白色化學(xué)污染;高分子;可降解材料;現(xiàn)狀;前景

物質(zhì)生活水平的提高，我國(guó)居民生活方式逐漸向著簡(jiǎn)捷、方便的方向發(fā)展，長(zhǎng)久發(fā)展下來，人民生活的方方面面都離不開塑料制品的使用，我國(guó)慢慢成為世界上塑料制造及塑料使用的超級(jí)大國(guó)，雖然在一定程度上人民的生活舒適度得到了改善，但是廢舊的塑料垃圾所造成的白色化學(xué)污染對(duì)我們的家園環(huán)境造成的破壞卻不能忽視，因此對(duì)新型高分子可降解材料的研發(fā)與應(yīng)用迫在眉睫。因高分子可降解材料可被降解且對(duì)周圍環(huán)境無害，得到了越來越多國(guó)民的認(rèn)可，成為了我國(guó)綠色經(jīng)濟(jì)建設(shè)的首選材料，它的應(yīng)用是我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的重要舉措。

1 白色化學(xué)污染對(duì)我國(guó)環(huán)境的影響。

白色化學(xué)污染是我國(guó)城市鄉(xiāng)村特有的一種環(huán)境污染，是人們用來形容污染環(huán)境的塑料垃圾（多指塑料袋），這種塑料制品主要是由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成，多為一次性用品，且難以在土壤中被微生物降解，對(duì)水、土、大氣等環(huán)境都有著不利的影響。隨著我國(guó)居民生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)塑料制品的依賴性越來越大，尤以塑料袋為主，家里、超市里、餐廳里、工廠里、工地里到處都有塑料制品的存在，由于塑料制品的可用性高、耐用性強(qiáng)、成本較低、方便攜帶，因此在人們的日常生活中充當(dāng)著重要的角色。但是由于成本較高、加工過于簡(jiǎn)單、手工工藝欠缺，原材料難以降解等原因，塑料制品雖對(duì)人們的日常生活帶來了很大的便捷，但是卻給人們賴以生存的自然環(huán)境帶來了嚴(yán)重的破壞。對(duì)于廢舊的塑料垃圾，如果不加以回收，統(tǒng)一處理就會(huì)給造成環(huán)境污染，而不同的處理形式會(huì)帶來不同的污染程度，例如埋在土壤里的塑料垃圾因其不可降解，一般會(huì)停留200年到500年，且經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間，不但自身未遭到什么破壞，反而會(huì)破壞周圍土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤肥效，進(jìn)而污染地下水，造成循環(huán)破壞；若塑料制品被焚燒就會(huì)產(chǎn)生有害氣體，如二氧化碳、二氧化硫、氯化物等污染大氣環(huán)境，破壞大氣平衡，造成溫室效應(yīng)；若塑料制品被投入河流，不僅會(huì)污染水質(zhì)，還會(huì)影響湖泊、海洋中的生物生存，破壞生物鏈，還有可能造成海上交通事故，后果嚴(yán)重。拿市場(chǎng)上常見的一次性塑料餐盒為例，當(dāng)外周溫度達(dá)到65℃時(shí)，其內(nèi)的有害物質(zhì)就會(huì)通過食物進(jìn)入人體內(nèi)，損害肝腎及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)現(xiàn)今對(duì)塑料高分子材料的需求已高達(dá)到1000萬噸，其中約有30%很難回收，也就相當(dāng)于有300萬噸將成為塑料廢物，這就給高分子可降解材料帶來了發(fā)展空間，例如，在近幾年，我國(guó)餐盒的使用量已經(jīng)超過了300億只，一次性塑料杯子、碗筷等使用量也相當(dāng)巨大，鑒于其資源浪費(fèi)嚴(yán)重，污染大，國(guó)家加大了對(duì)高分子可降解材料的推廣力度，對(duì)于廢舊塑料垃圾采取統(tǒng)一的回收與再加工處理的操作工序，嚴(yán)令禁止個(gè)人私自燃燒或傾倒塑料垃圾，致力于改善全球環(huán)境問題，共同建設(shè)一個(gè)綠色、文明的美好世界。

2 新型高分子可降解材料的優(yōu)點(diǎn)

高分子可降解材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下，能夠被微生物或其分泌物或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。現(xiàn)如今高分子可降解材料主要分為三種：微生物合成高分子可降解材料、化學(xué)合成高分子可降解材料、天然高分子可降解材料。高分子可降解的新型材料是在傳統(tǒng)的塑料制品上進(jìn)行加工改造，優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)，破壞其穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)變其固定性質(zhì)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在原功能的基礎(chǔ)上可降解的特性進(jìn)而減少污染的排放。

(1)可降解、污染小。新型高分子可降解材料的最大優(yōu)點(diǎn)就是在自然環(huán)境中，通過空氣、水、微生物等可以被其氧化分解利用，極大的減少了傳統(tǒng)塑料垃圾對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)某些新型高分子例如天然高分子材料是由自然界本身中的高分子物質(zhì)所加工處理制成，利用玉米、秸稈、稻草等大眾資源進(jìn)行改良，這些高分子可降解材料被降解后還可被土壤吸收，增加土壤肥效，改善土壤質(zhì)量。

(2)產(chǎn)品性能功效更強(qiáng)。新型高分子可降解材料通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對(duì)原有材料進(jìn)行改良，使其在使用性能上及功效上效果更強(qiáng)，具有耐性高、韌性強(qiáng)、柔性強(qiáng)、重量輕的特點(diǎn)，更利于適應(yīng)各種生產(chǎn)生活條件。

(3)成本低。新型高分子材料主要由生活中常見的資源加工而成，減少了對(duì)稀有資源的利用，在一定程度上減少了生產(chǎn)成本的輸出，而且新型材料可被回收利用，大大的減少了資源的浪費(fèi)，節(jié)省了工藝原料的消耗，同時(shí)高分子可降解材料的廣泛適用性極大的提高了材料的使用效率，因此在市場(chǎng)上形成了低成本、高效益的良好發(fā)展形勢(shì)。

3 新型高分子可降解材料的應(yīng)用

為踐行綠色環(huán)保發(fā)展的理念，我國(guó)政府積極采取各項(xiàng)整治計(jì)劃，頒發(fā)相關(guān)法律法規(guī)來嚴(yán)格管控環(huán)境問題，新型高分子可降解材料的廣泛應(yīng)用，在很大程度上解決了我國(guó)塑料垃圾對(duì)環(huán)境的污染問題。目前，高分子可降解材料因其前景十分廣闊已經(jīng)得到了廣大公司的重視，對(duì)其投入的力度也越來越大，聚L-乳酸生產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)是我國(guó)具有新型高分子材料的代表性產(chǎn)業(yè)之一，主要通過對(duì)玉米進(jìn)行加工處理，使其完成玉米-淀粉-乳酸-聚乳酸的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)出具有可降解、低成本、性價(jià)比高的產(chǎn)品，適用性得到了廣泛普及，其生產(chǎn)方法并被其他國(guó)家所借鑒學(xué)習(xí)。盡管高分子可降解材料已經(jīng)走入人們的日常生活，但是傳統(tǒng)的塑料制品的市場(chǎng)份額仍占有很大的比例，再加上人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)相對(duì)淡薄，短時(shí)間內(nèi)普通塑料制品不能完全退出歷史舞臺(tái)，新型高分子可降解材料的應(yīng)用仍需要一段時(shí)間來推廣。

(1)在物品包裝、餐飲的應(yīng)用。傳統(tǒng)的食品包裝都是普通塑料制品，隨著高分子可降解技術(shù)的應(yīng)用，在現(xiàn)有的包裝材料中加入淀粉等生物降解劑，來實(shí)現(xiàn)可降解的目的?，F(xiàn)如今可降解性能最好的高分子材料是熱塑性淀粉材料，其內(nèi)淀粉含量高達(dá)70%，所用樹脂也是無毒、無公害的，能夠完全被微生物降解，降解可控性高，像熟食、奶酪等新鮮食品的包裝、包裝黃瓜用的收縮膜、裝水果用的網(wǎng)袋等都已使用了該種淀粉材料。

(2)在醫(yī)療藥物領(lǐng)域中的應(yīng)用。高分子可降解材料因?yàn)闊o毒害的性能被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中，其中在手術(shù)縫合中占有重要的應(yīng)用地位，像人工皮膚這種生物高分子可降解材料具有韌性高的特點(diǎn)，在傷口愈合的過程中能夠有效與皮膚結(jié)合，而且在操作簡(jiǎn)單，能夠加快傷口的愈合速度，提高體內(nèi)新陳代謝。人工關(guān)節(jié)也是現(xiàn)如今醫(yī)學(xué)理想的使用材料，因其內(nèi)含聚乙烯等高分子可降解材料，使其耐磨性增強(qiáng)，在人體內(nèi)有著無害、耐用的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)今已在很多三甲醫(yī)院或技術(shù)較為先進(jìn)的私立醫(yī)院中應(yīng)用，僅中國(guó)一年的需求量就達(dá)幾百萬例。在醫(yī)用藥物中，將高分子可降解材料制成藥品薄膜衣片，可以在一定程度上加快藥物在體內(nèi)的降解吸收速率，增加血藥濃度，增加藥效時(shí)長(zhǎng)，達(dá)到強(qiáng)化藥物的藥理作用，目前市場(chǎng)上的大多藥物都已“穿戴”該種衣片。在醫(yī)學(xué)診斷中，高分子可降解材料的普及，完善了部分檢測(cè)器械的功能特性，例如眾多醫(yī)院使用的臨床檢測(cè)試劑及工具、生物傳感器等，為臨床疾病檢測(cè)提供了更加精確、靈敏的指標(biāo)。在生物工程方面，利用高分子可降解材料有利于對(duì)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，促進(jìn)細(xì)胞融合，有利于分離血液成分，清除病毒和細(xì)菌。例如，2001年北京展覽館中長(zhǎng)著“人耳”的明星老鼠，其“人耳”就是一種高分子可降解材料聚羥基乙酸作為模型支架用物理方法增殖成的，成功完成該動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。

(3)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。我國(guó)自古以來就是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，在農(nóng)業(yè)方面對(duì)世界有著重大的影響，高分子可降解材料的廣泛應(yīng)用，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。例如在蔬菜大棚中，采用高分子可降解的塑料薄膜，能夠有效改善植物的光合作用、呼吸作用，提高綠色蔬菜對(duì)周圍土壤礦物、空氣、水分的吸收利用度，進(jìn)而保障植物的健康發(fā)展，打造綠色品牌。據(jù)《光明日?qǐng)?bào)》報(bào)道，我國(guó)首條以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料合成的高分子完全生物可降解塑料生產(chǎn)線研制成功，這是我國(guó)繼美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家之后又一個(gè)掌握此技術(shù)的國(guó)家，其推廣應(yīng)用對(duì)我國(guó)白色污染的治理有著極大的幫助。

4 新型高分子可降解材料的發(fā)展前景

盡管人們的環(huán)保意識(shí)還有待提高，綠色經(jīng)濟(jì)社會(huì)仍處于發(fā)展探索階段，但是新型高分子可降解材料的應(yīng)用前景卻是十分廣闊，其發(fā)展必將會(huì)有效轉(zhuǎn)變我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，推動(dòng)資源節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。

(1)有效解決能源危機(jī)，減少資源浪費(fèi)。高分子可降解材料的應(yīng)用能夠有效替代當(dāng)前消耗性大、數(shù)量緊缺的能源，對(duì)保護(hù)稀有資源，提高資源利用率，保護(hù)物種豐富度有著極其重要的作用。例如現(xiàn)如今石油資源是世界緊缺的能源之一，各國(guó)為了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，都在采取積極的戰(zhàn)略方法保護(hù)本國(guó)石油能源，高分子可降解材料的應(yīng)用不僅極大的緩解了當(dāng)今能源緊缺的現(xiàn)象，還對(duì)石油起到了一定的保護(hù)作用，減少了資源的破壞。

(2)減少污染排放，保護(hù)環(huán)境。新型生物高分子可降解材料因其可降解的特性，被用來替代塑料制品，塑料制品使用的減少，使得塑料垃圾相應(yīng)減少，因塑料垃圾造成的白色化學(xué)污染、溫室效應(yīng)等環(huán)境問題就會(huì)從根本上得到有效改善，同時(shí)還能提高土壤質(zhì)量，增加森林覆蓋率，緩解淡水資源緊缺的壓力，保護(hù)生物多樣性，這對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要的戰(zhàn)略意義。

(3)降低成本消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。高分子可降解材料可以利用生活中常見的自然生物材料、化學(xué)材料加以改造，替代原有的耗能高、成本高的材料，并在此基礎(chǔ)上增加循環(huán)使用率，進(jìn)而提高材料的使用性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。

(4)保障食品安全、提高醫(yī)療水平。食品安全及醫(yī)療水平逐漸成為當(dāng)今社會(huì)人們關(guān)注的重點(diǎn)話題，采用高分子可降解的食品包裝材料能夠有效降低傳統(tǒng)塑料制品的毒性，并提高食品的保鮮性能，提高食品的安全性。在醫(yī)療服務(wù)上，高分子可降解的生物材料能夠有效提高藥物療效，增加臨床檢測(cè)器械的精確度及使用性能，先進(jìn)的醫(yī)療生物材料能夠有效控制病情的惡化，改善身體健康狀況，進(jìn)而提高醫(yī)療服務(wù)水平。

5 結(jié)語(yǔ)

21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的帶動(dòng)下，全世界都朝著綠色環(huán)保方向發(fā)展，自然生態(tài)環(huán)境是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的堅(jiān)實(shí)后盾，是人類賴以生存的根本，因此我國(guó)必須緊跟時(shí)代潮流，貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，積極治理白色化學(xué)污染等問題，大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，研發(fā)高分子可降解材料，注重新型清潔能源的使用，提高資源利用率，降低成本輸出，減少污染排放，將環(huán)境保護(hù)放在工作發(fā)展的龍頭地位，堅(jiān)持打造健康綠色的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，走可持續(xù)發(fā)展之路。

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