目前全球每年仅一次性塑胶制品就达1.2亿吨,其中只有10%被回收利用,另外约12%被焚烧
其中,塑胶废料对于海洋的污染最为显著。此外,无需灭菌还意味着生物反应器无需使用不锈钢材料来耐受高温高压蒸汽,使用塑胶或陶瓷等材料可降低设备本钱。
陈国强列出一份最新的统计数据:目前全球每年仅一次性塑胶制品就达1.2亿吨,其中只有10%被回收利用,另外约12%被焚烧,超过70%被丢弃到泥土、空气和海洋中。
“能否制造这样一种物质,既具有像塑胶一样优异的聚合物性质,又可以很轻易被降解为单体呢?”大会上,与会科学家纷纷提出这样一个题目。
因为其单体种类多样,聚合方法及聚合链长度差别很大,该材料可以制造出具有不同材料性质的材料,从硬塑胶到弹性体。
会上,陈国强梳理了“白色污染”的发展史:1907年,美国科学家列奥·亨德里克·贝克兰注册了一个以自己名字命名的材料专利,“Bakelite”——现在人们称之为“酚醛合成树脂”或“酚醛塑胶”,标志着产业史上的“塑胶时代”从此开启。
今年10月24日,欧盟议会批准,从2021年起禁止使用一次性塑胶产品,以减轻日益严峻的塑胶废弃物对生态环境的污染。
陈国强告诉记者,塑胶废料所造成的“白色污染”之所以如斯严峻,最重要的原因在于塑胶的化学性质。其中包括由陈国强开发出的“下一代产业生物技术”,也称“蓝水生物技术”,可用于高效低本钱出产聚羟基脂肪酸酯。陈国强说,生物聚酯是由微生物通过发酵产生的一类高分子聚合物,它具有和塑胶类似的多聚结构,因此拥有类似的物理化学性质。
陈国强说,跟着聚羟基脂肪酸酯工业的发展,除了常见的包装材料、农膜之外,该材料在药品、化妆品、动物饲料等方面的市场远景也非常广阔。
生物聚酯提供了一种可能。
不同于其他废料,环境中的分解者微生物不能消化降解塑胶中连接单体的化学键,因此无法将其重新分解为单体形式,换句话说,塑胶一旦合成,就‘再无回头路’!”在近日举行的国际生物聚酯大会上,大会主席、北京大学教授、合成与系统生物学中央主任陈国强再次呼吁人们警惕塑胶废料所造成的“白色污染”。陈国强说,更可怕的是它们所产生大量塑胶微粒,通过海产品、海盐等途径进入人体,造成巨大的健康危害。 “但愿有一天我们可以借此真正消除‘白色污染’。塑胶是由单体所聚合形成的高分子聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。据《科学》杂志报道,每年有800万吨塑胶被冲入大海,形成了相称于法国那么大的“塑胶废料群岛共和国”。大量农膜残留在农田0~30厘米的耕作层中,给农业出产和食物安全带来了巨大的威胁, ”他说。
据他透露,在北京大学的支持下,该技术目前已经进入工业化阶段, 2017年9月,相关中试出产基地建成投产,已经可以出产低本钱聚羟基脂肪酸酯。
陈国强说,该技术一方面能够实现无灭菌开放式连续发酵,从而减少灭菌过程的能耗及其所带来的复杂操纵和人力本钱,实现高效率出产,另一方面,可以使用海水替换淡水资源,从而避免水资源题目。这些很难得到消化降解。我国泥土中仅每年残留的农膜就高达35万吨,残膜率42%。
常见的生物聚酯材料有聚羟基脂肪酸酯,聚乳酸和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯等。
来自北京大学的最新动静显示,在科技部、财政部等部分的支持下,我国科学家在聚羟基脂肪酸酯的应用基础研究和应用研究领域取得了备受国际学术界瞩目的成就。陈国强说,聚羟基脂肪酸酯材料在天然前提下即可降解,对人体和环境无毒无害。
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