塑料污染及治理幻灯片

1、塑料污染及治理,塑料的分类,塑料的污染,塑料污染的特点,塑料的危害,1,2,3,4,塑料的降解和回收,塑料降解,5,6,一、定义,塑料为,合成的高分子化合物,又可称为,高分子或巨分子,macromolecules,也是一般所俗称的塑料,plastics,或树脂,resin,可,以自由改变形体样式。是利用,单体原料以合成或缩合反应聚合而成的,材料,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂,组成的,根据美国材料试验协会所下的定义，塑料乃是一种,以高分子量有机物,质为主要成分,的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加,工过程中，可以借流动,flow,来造型,1,根据受热变态行为

2、,热塑性塑料,如,聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等）和,热,固性塑料,酚醛树脂、环氧树脂、氨基,塑料等,2,根据来源分类,天然塑料,包括松香,酪素塑料、淀粉塑料和多聚羟基烷酸,等,合成塑料,以石油、大然气及煤,炭的产物经化工合成的塑料聚合物,3,根据降解性能,非降解塑料,与,可降解,塑料,塑料的分类,常用塑料原料对照表,学名,英文简称,中文学名,俗称,Polyethylene,PE,聚乙烯,Polypropylene,PP,聚丙烯,百折胶,High Density Pol,HDPE,高密度聚乙烯,硬性软胶,yethylene,Low Density Po,LDPE,低密度聚乙烯,lyethylen

3、e,Linear Low De,LLDPE,线性低密度聚乙烯,nsity Polyethylene,Polyvinyl Chloride,PVC,聚氯乙烯,General Purpose GPPS,通用聚苯乙烯,硬胶,Polystyrene,Expansible Polys,EPS,发泡性聚苯乙烯,发泡胶,tyrene,High Impact Poly,HIPS,耐冲击性聚苯乙烯,耐冲击硬胶,styrene,1,号,PET,矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等,耐热至,70,只适合装暖饮或冻饮，装高温液体、或加热则易变形,有对人体有害的物质融出。并且，科学家发现,1,号塑料品用了,10,个月后,可能释放出致

4、癌物,DEHP,对睾丸具有毒性,不要循环使用,2,号,HDPE,清洁用品、沐浴产品,可在小心清洁后重复使用，但这些容器通常不好清洗，残留原有的清洁,用品，变成细菌的温床,不建议循环使用,3,号,PVC,目前很少用于食品包装,这种材质高温时容易有害物质产生，甚至连制造的过程中它都会释放,有毒物随食物进入人体后，可能引起乳癌、新生儿先天缺陷等疾病。目前,这种材料的容器已经比较少用于包装食品,如果在使用，千万不要让它受热,4,号,LDPE,保鲜膜、塑料膜等,耐热性不强，通常，合格的,PE,保鲜膜在遇温度超过,110,时会出现热熔,现象，会留下一些人体无法分解的塑料制剂。并且，用保鲜膜包裹食物加热,食

5、物中的油脂很容易将保鲜膜中的有害物质溶解出来。因此,食物入微波炉,前请先取下包裹着的保鲜膜,5,号,PP,微波炉餐盒,唯一可以放进微波炉的塑料盒,可在小心清洁后重复使用。需要特别注,意，一些微波炉餐盒，盒体的确以,5,号,PP,制造，但盒盖却以,1,号,PE,制造,由于,PE,不能抵受高温，故不能与盒体一并放进微波炉。为保险起见,容器,放入微波炉前，先把盖子取下,6,号,PS,碗装泡面盒、快餐盒,又耐热又抗寒，但不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物,并且,不能用于乘装强酸、强碱性物质,因为会分解出对人体不好的聚苯乙,烯，容易致癌。因此,您要尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物,7,号,PC,

6、其它类：水壶、水杯、奶瓶,2020/4/2,塑料污染的特点,1,污染范围广,江河湖泊,田野山川无处不有,污染物增长量快,据统计,全世界每年对塑料的需求量为,1,亿,吨,1985,年我国农用薄膜为,30,万吨,1990,年为,50,万吨,地膜覆盖面积达,4000,万亩,1995,年我国的塑料需求量为,600,万,吨,其中对环境有威胁的地膜为,88,万吨,包,装用品为,150-200,万吨,美国、日本的塑料,垃圾占垃圾总量的,7,由于塑料价廉，又,易老化，寿命较短随着塑料量的增加，导致,其废弃物的迅速增加。美国专家估计每,10,年,塑料产量将增加,1,倍,2,处理难，回收利用难，生态环境危,害大,

7、1,塑料具有耐酸碱、抗氧化、难腐蚀,难降解的特性，埋地处理百年不也燃,烧时产生大量有毒气体，如,Hel,SOx,等,2,塑料制品种类多,填料、颜料多样,难以分拣回收再利用,3,地膜降低耕地质量,农作物植株,矮小，抗病力差,残膜随风飘动，对周,围环境、畜牧业、养殖业都有很大的,影响,破坏市容环境,危害人体健康,影响农作物生长,危害生物安全,废弃塑料处理所导致相关问题,塑料污染的危害,农用薄膜的使用寿命一般较短，我国现有的棚膜使用寿命通常,是,1,2,年。以废旧塑料材料为例，这些材料的分子量在,104,105,之间，分子与分子之间结合得相当牢固，在自然条件下分,解速度极为缓慢。如聚乙烯、聚氯乙烯塑

8、料薄膜，在土壤中约,300,400,年才能完全降解，它们能够破坏土壤的透气性能,降低了土壤的蓄水能力，影响了农作物对水分、养分的吸收,阻碍了禾苗根系的生长，从而造成农作物的大幅度减产，使耕,地劣化。此外，塑料添加剂中的重金属离子及有毒物质会在土,壤中通过扩散、渗透，直接影响地下水质和植物生长,实验统计，如果每亩,667m2,地有,3.9kg,残膜，将减产玉米,11,13,土豆,5.5,9.0,蔬菜,14.6,59.2,也有人做过实验，当每亩农膜残片达,6.9kg,小麦减产约,9,当达到,25kg,时减产,26,影响农作物生长,动物误食,有害添加剂,危害生物安全,塑料废弃物对海洋生物造成的危害是

9、石油溢漏危害性的,4,倍,每年仅丢弃在海洋的废弃渔具就在,15,万吨以上，各种塑料废品,在数百万吨以上。据估计，每年至少有数百万只海洋动物因误,食塑料导致丧生。目前已知至少有,50,种海鸟喜爱吞食塑料球,将其误认为鱼卵或鱼的幼虫，海龟也把一些塑料制品当成水母,吞食，而海狗喜欢在废塑料渔网中嬉戏玩耍，常被缠绕至死,在陆地，一些反刍类动物,如牛、羊等牲畜,和鸟类因吞食草地,上的塑料薄膜碎片在肠胃中累积，造成肠梗阻乃至死亡的事例,已屡见不鲜，如在北京从一只死亡奶牛的胃中清出的塑料薄膜,竟有,13kg,塑料废弃物的焚烧还会产生有害的气体，聚氯乙烯燃烧产生氯,化氢,HCl,ABS,丙烯腈燃烧产生氰化氢,

10、HCN,聚氨酯燃,烧也产生氰化物，聚碳酸酯燃烧产生光气等有害气体,氯化物燃烧产生的二恶英等有毒气体能使,兽类和鸟类出现畸形,和死亡,它们对人体的伤害也是极为严重的，表现为,肝功能紊,乱和神经受损，并使癌症的发病率上升,等。有些伤害是潜在的,如,1992,年丹麦研究人员首先发现，现代人类精子细胞的数目,在过去,50,年间下降了,50,以上，在,40,年代男性的平均精子量,是,6000,万个,mL,而现在只有,2000,万个,mL,减少了,2,3,男子性功能普遍衰退，睾丸癌患病率也较过去,40,年增加,了一,倍多。之所以产生这激素成倍增加，而雌激素增加就意味着一,定程度的女性化，使男性在体能方面的

11、爆发力、持久力等优势,趋于弱化,废弃塑料处理所导致相关问题,废弃塑料处理所导致相关问题,若被填埋，将直接占用土地，且数百年内难以降解，影响土质,结构,1995,年，我国塑料产量为,519,万吨，进日塑料近,600,万吨，当,年全国塑料消费总量约,1100,万吨，其中包装用塑料达,211,万吨,包装用塑料的大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的,形式，被丢弃在环境中。据调查，北京市生活垃圾中的废旧塑,料包装物，每年总量约为,14,万吨；上海市生活垃圾中的废旧塑,料包装物，每年总量约为,19,万吨。天津市每年废旧塑料包装物,也超过,10,万吨。北京市每年废弃在环境中的塑料袋约,23,亿个,一次性

12、塑料餐具约,2.2,亿个，废农膜约,675,万平方米,德国在环境保护和包装废弃物的回收方面堪称世界的典范。他们的居民对,塑料垃圾的分类既认真，又准确，再加上拆卸机上塑料分类也由手工完成,所以塑料制品仅回收这方面就超过了,60,不包括焚烧获取能量等,美国对塑料的回收率达,50,仅新泽西州的塑料再生中心,CPRR,建立的,热塑性废旧塑料处理装置，就具有年产,3500t,再生塑料的能力,20,世纪,90,年代美国的塑料再生制品已达,23,万吨,20,世纪末达,130,万吨。法国,1994,年塑料废弃物就达,89,万吨，其中,46,万吨通过绿点系统回收。日本在,1995,年对塑料废弃物回收率达,28,

13、为了更好的利用再生资源，日本政,府决定加大回收处理，制定了塑料废弃物再循环目标，即到,21,世纪总循,环率要达到,90,物质循环率,20,热循环率达,70,填埋率达,10,意大利在,90,年代仅热塑性塑料回收，就达,25,以上。他们研制了从垃圾,中分离塑料的机械系统，有效地将,PE,薄膜、袋类分离出来进行处理。欧盟,计划在,2005,年以前回收率达,90,塑料的降解与回收,欧盟塑料废弃物处理目标表,国家或组织,总回收率,再生利用,能源回收,残余,目标,欧盟,90 60 30 10,德国,80 60 20 20,法国,75 60 15 25,比利时,100 60 40 0,荷兰,100 60 4

14、0 0,英国,100 50 50 0,意大利,100 50 50 0,塑料降解,塑料降解,在大多数情况下,聚合物的降解主要是高分子中主,化学,键断裂,反应所引起的。在不同的环境条件下聚合物降解,的方式和程度都不同,根据各种环境条件引发降解的原因的不同,有不同的降,解方式。塑料的降解主要有,热降解,在自然环境中的,光,降解,和,生物降解,三种类别，光降解和生物降解的速度都,比较慢,塑料降解,废塑料热解是将已清楚杂质的塑料置于无氧或者低氧的密,封容器中加热，使其裂解为低分子化合物。温度要求较高,400-600,C,，条件较苛刻,其基本原理是将塑料制品中的高聚物进行彻底的大分子裂,解，使其回到低分子

15、量状态或单体态。按照大分子内键断,裂位置的不同，可将热解分为解聚反应型、随机裂解型和,中间型,塑料热解,塑料降解,光降解是聚合物在,吸收紫外线等辐射能,后,容易形成,电子激,发态,而产生光化学过程,而使聚合物破坏,在大气环境中,聚合物往往还要同时受到氧的影响,造成,光氧降解,其具体过程是,聚合物通过光的物理吸收过程而引起光化学,反应,脱出聚合物分子链上的氢原子而形成自由基,直链聚合物降解后不再形成新的基团,而交联聚合物则在降,解过程中又可能形成新的基团,这是简单的光降解机理,塑料光降解,塑料降解,多数合成的纯聚合物均具有抗微生物,侵蚀的能力。但添加剂,如增塑剂、润,滑剂、色素和抗氧剂等,则降低

16、这种,能力。增塑剂残余脂肪酸如硬脂酸酯,可被微生物降解并导致聚合物表面和,性能甚至基础结构的破坏,对塑料降解起作用的生物主要是,真菌,和细菌,水解和氧化分解作用可促进,塑料的生物降解,聚合物的结构及柔顺性,聚合物链含有易水解键，如酯键、酰胺键、脲键、氨酯键等，较易进行生物降解；链,的柔顺性也有一定影响，柔顺性大，降解速度也大,分子量及其分布,许多由微生物参与的聚合物降解都是由端基开始的，高分子量的聚合物因端基数目少,降解速度较低。对于宽分布的聚合物，总是低分子量部分先降解,聚合物的形态结构,对于晶态聚合物与它的结晶度和晶形有关，对于无定形聚合物与其玻璃化温度有关,非晶态聚合物比晶态的较易进行生

17、物降解,环境条件,温度,pH,值、湿度、氧含量、土质等，以及微生物生长所需的其它营养条件,微生物的分布,真菌与细菌的数量、类型及相互作用,塑料降解,影响生物降解的主要因素,塑料降解,对于合成塑料的生物降解，微生物所引起的生物降解可分,为,1,生物物理降解法,当微生物攻击侵蚀高聚物材料后,由于,生物细胞的增长,使聚合物组分水解、电离或质子化而,分裂成,低聚物碎片,聚合物分子结构不变,这是聚合物生,物,物理作用,而发生的降解过程,2,生物化学降解法,由于微生物或酶的直接作用,使聚,合物分解或氧化降解成,小分子,直至最终分解成为二氧化,碳和水,这种降解方式属于生物化学降解方式,塑料降解,高分子材料的生物降解过程也可分为,4,个阶段,水合作用,强度损失、物质整体化丧失和质量损失,高分子水合作用是由依靠范德华力和氢键维系的二次