塑料污染以及治理

1、塑料污染及治理第一張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月塑料的分類塑料的污染塑料污染的特點(diǎn)塑料的危害1234塑料的降解和回收塑料降解56第二張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、定義塑料為合成的高分子化合物，又可稱為高分子或巨分子(macromolecules)，也是一般所俗稱的塑料(plastics)或樹(shù)脂(resin)，可以自由改變形體樣式。是利用單體原料以合成或縮合反應(yīng)聚合而成的材料，由合成樹(shù)脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等添加劑組成的。根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)所下的定義，塑料乃是一種以高分子量有機(jī)物質(zhì)為主要成分的材料，它在加工完成時(shí)呈現(xiàn)固態(tài)形狀，在制造以及加工過(guò)程中，可

2、以借流動(dòng)(flow)來(lái)造型。 第三張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.根據(jù)受熱變態(tài)行為：熱塑性塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等）和熱固性塑料（酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基塑料等）。2.根據(jù)來(lái)源分類：天然塑料（包括松香、酪素塑料、淀粉塑料和多聚羥基烷酸等），合成塑料（以石油、大然氣及煤炭的產(chǎn)物經(jīng)化工合成的塑料聚合物）。3.根據(jù)降解性能：非降解塑料與可降解塑料。 塑料的分類第四張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月常用塑料原料對(duì)照表 學(xué)名 英文簡(jiǎn)稱 中文學(xué)名 俗稱Polyethylene PE 聚乙烯Polypropylene PP 聚丙烯 百折膠High Density Pol-

3、HDPE 高密度聚乙烯 硬性軟膠yethylene Low Density Po- LDPE 低密度聚乙烯 lyethylene Linear Low De- LLDPE 線性低密度聚乙烯 nsity PolyethylenePolyvinyl Chloride PVC 聚氯乙烯General Purpose GPPS 通用聚苯乙烯 硬膠Polystyrene Expansible Polys- EPS 發(fā)泡性聚苯乙烯 發(fā)泡膠 tyrene High Impact Poly- HIPS 耐沖擊性聚苯乙烯 耐沖擊硬膠styrene第五張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共二十

4、八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1號(hào) PET：礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等耐熱至70，只適合裝暖飲或凍飲，裝高溫液體、或加熱則易變形，有對(duì)人體有害的物質(zhì)融出。并且，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，1號(hào)塑料品用了10個(gè)月后，可能釋放出致癌物DEHP，對(duì)睪丸具有毒性。不要循環(huán)使用。2號(hào) HDPE：清潔用品、沐浴產(chǎn)品 可在小心清潔后重復(fù)使用，但這些容器通常不好清洗，殘留原有的清潔用品，變成細(xì)菌的溫床，不建議循環(huán)使用。3號(hào) PVC：目前很少用于食品包裝 這種材質(zhì)高溫時(shí)容易有害物質(zhì)產(chǎn)生，甚至連制造的過(guò)程中它都會(huì)釋放，有毒物隨食物進(jìn)入人體后，可能引起乳癌、新生兒先天缺陷等疾病。目前，這種材料的容器已經(jīng)比較少用于包裝食品。如果在使用，千萬(wàn)

5、不要讓它受熱。4號(hào) LDPE：保鮮膜、塑料膜等耐熱性不強(qiáng)，通常，合格的PE保鮮膜在遇溫度超過(guò)110時(shí)會(huì)出現(xiàn)熱熔現(xiàn)象，會(huì)留下一些人體無(wú)法分解的塑料制劑。并且，用保鮮膜包裹食物加熱，食物中的油脂很容易將保鮮膜中的有害物質(zhì)溶解出來(lái)。因此，食物入微波爐前請(qǐng)先取下包裹著的保鮮膜。第七張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5號(hào) PP：微波爐餐盒 唯一可以放進(jìn)微波爐的塑料盒，可在小心清潔后重復(fù)使用。需要特別注意，一些微波爐餐盒，盒體的確以5號(hào)PP制造，但盒蓋卻以1號(hào)PE制造，由于PE不能抵受高溫，故不能與盒體一并放進(jìn)微波爐。為保險(xiǎn)起見(jiàn)，容器放入微波爐前，先把蓋子取下。6號(hào) PS：碗裝泡面盒、快餐盒 又耐

6、熱又抗寒，但不能放進(jìn)微波爐中，以免因溫度過(guò)高而釋出化學(xué)物。并且不能用于乘裝強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性物質(zhì)，因?yàn)闀?huì)分解出對(duì)人體不好的聚苯乙烯，容易致癌。因此，您要盡量避免用快餐盒打包滾燙的食物。7號(hào) PC其它類：水壺、水杯、奶瓶第八張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第九張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2022/7/25 塑料污染的特點(diǎn)1.污染范圍廣。 江河湖泊 ， 田野山川無(wú)處不有，污染物增長(zhǎng)量快。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 全世界每年對(duì)塑料的需求量為1 億噸 ，1985 年我國(guó)農(nóng)用薄膜為30 萬(wàn)噸 ，1990 年為50 萬(wàn)噸， 地膜覆蓋面積達(dá) 4000萬(wàn)畝。 1995年我國(guó)的塑料需求量為 600萬(wàn)噸，其中對(duì)

7、環(huán)境有威脅的地膜為 88萬(wàn)噸，包裝用品為 150-200萬(wàn)噸。美國(guó)、日本的塑料垃圾占垃圾總量的 7%。由于塑料價(jià)廉，又易老化，壽命較短隨著塑料量的增加，導(dǎo)致其廢棄物的迅速增加。美國(guó)專家估計(jì)每 10年塑料產(chǎn)量將增加 1倍。2.處理難，回收利用難，生態(tài)環(huán)境危害大。 1.塑料具有耐酸堿、抗氧化、難腐蝕、難降解的特性，埋地處理百年不也燃燒時(shí)產(chǎn)生大量有毒氣體，如 Hel、SOx、等。2.塑料制品種類多 ，填料、顏料多樣 ， 難以分揀回收再利用。3.。 地膜降低耕地質(zhì)量 ，農(nóng)作物植株矮小，抗病力差;殘膜隨風(fēng)飄動(dòng)，對(duì)周圍環(huán)境、畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)都有很大的影響。第十張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月破壞市

8、容環(huán)境危害人體健康影響農(nóng)作物生長(zhǎng)危害生物安全廢棄塑料處理所導(dǎo)致相關(guān)問(wèn)題 塑料污染的危害第十一張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月農(nóng)用薄膜的使用壽命一般較短，我國(guó)現(xiàn)有的棚膜使用壽命通常是12年。以廢舊塑料材料為例，這些材料的分子量在104105之間，分子與分子之間結(jié)合得相當(dāng)牢固，在自然條件下分解速度極為緩慢。如聚乙烯、聚氯乙烯塑料薄膜，在土壤中約300400年才能完全降解，它們能夠破壞土壤的透氣性能，降低了土壤的蓄水能力，影響了農(nóng)作物對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收，阻礙了禾苗根系的生長(zhǎng)，從而造成農(nóng)作物的大幅度減產(chǎn)，使耕地劣化。此外，塑料添加劑中的重金屬離子及有毒物質(zhì)會(huì)在土壤中通過(guò)擴(kuò)散、滲透，直接影響地

9、下水質(zhì)和植物生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，如果每畝(667m2)地有3.9kg殘膜，將減產(chǎn)玉米1113、土豆5.59.0、蔬菜14.659.2；也有人做過(guò)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)每畝農(nóng)膜殘片達(dá)6.9kg，小麥減產(chǎn)約9，當(dāng)達(dá)到25kg時(shí)減產(chǎn)26。 影響農(nóng)作物生長(zhǎng)第十二張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月動(dòng)物誤食有害添加劑 危害生物安全塑料廢棄物對(duì)海洋生物造成的危害是石油溢漏危害性的4倍，每年僅丟棄在海洋的廢棄漁具就在15萬(wàn)噸以上，各種塑料廢品在數(shù)百萬(wàn)噸以上。據(jù)估計(jì)，每年至少有數(shù)百萬(wàn)只海洋動(dòng)物因誤食塑料導(dǎo)致喪生。目前已知至少有50種海鳥(niǎo)喜愛(ài)吞食塑料球，將其誤認(rèn)為魚(yú)卵或魚(yú)的幼蟲(chóng)，海龜也把一些塑料制品當(dāng)成水母吞食，而海狗喜歡

10、在廢塑料漁網(wǎng)中嬉戲玩耍，常被纏繞至死。在陸地，一些反芻類動(dòng)物(如牛、羊等牲畜)和鳥(niǎo)類因吞食草地上的塑料薄膜碎片在腸胃中累積，造成腸梗阻乃至死亡的事例已屢見(jiàn)不鮮，如在北京從一只死亡奶牛的胃中清出的塑料薄膜竟有13kg。第十三張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月塑料廢棄物的焚燒還會(huì)產(chǎn)生有害的氣體，聚氯乙烯燃燒產(chǎn)生氯化氫(HCl)，ABS、丙烯腈燃燒產(chǎn)生氰化氫(HCN)，聚氨酯燃燒也產(chǎn)生氰化物，聚碳酸酯燃燒產(chǎn)生光氣等有害氣體。氯化物燃燒產(chǎn)生的二惡英等有毒氣體能使獸類和鳥(niǎo)類出現(xiàn)畸形和死亡，它們對(duì)人體的傷害也是極為嚴(yán)重的，表現(xiàn)為肝功能紊亂和神經(jīng)受損，并使癌癥的發(fā)病率上升等。有些傷害是潛在的，如19

11、92年丹麥研究人員首先發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人類精子細(xì)胞的數(shù)目在過(guò)去50年間下降了50以上，在40年代男性的平均精子量是6000萬(wàn)個(gè)mL，而現(xiàn)在只有2000萬(wàn)個(gè)mL，減少了23。男子性功能普遍衰退，睪丸癌患病率也較過(guò)去40年增加了一倍多。之所以產(chǎn)生這激素成倍增加，而雌激素增加就意味著一定程度的女性化，使男性在體能方面的爆發(fā)力、持久力等優(yōu)勢(shì)趨于弱化。廢棄塑料處理所導(dǎo)致相關(guān)問(wèn)題第十四張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月廢棄塑料處理所導(dǎo)致相關(guān)問(wèn)題若被填埋，將直接占用土地，且數(shù)百年內(nèi)難以降解，影響土質(zhì)結(jié)構(gòu)。1995年，我國(guó)塑料產(chǎn)量為519萬(wàn)噸，進(jìn)日塑料近600萬(wàn)噸，當(dāng)年全國(guó)塑料消費(fèi)總量約1100萬(wàn)噸，其中包

12、裝用塑料達(dá)211萬(wàn)噸。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(huán)境中。據(jù)調(diào)查，北京市生活垃圾中的廢舊塑料包裝物，每年總量約為14萬(wàn)噸；上海市生活垃圾中的廢舊塑料包裝物，每年總量約為19萬(wàn)噸。天津市每年廢舊塑料包裝物也超過(guò)10萬(wàn)噸。北京市每年廢棄在環(huán)境中的塑料袋約23億個(gè)，一次性塑料餐具約2.2億個(gè)，廢農(nóng)膜約675萬(wàn)平方米。第十五張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月德國(guó)在環(huán)境保護(hù)和包裝廢棄物的回收方面堪稱世界的典范。他們的居民對(duì)塑料垃圾的分類既認(rèn)真，又準(zhǔn)確，再加上拆卸機(jī)上塑料分類也由手工完成，所以塑料制品僅回收這方面就超過(guò)了60% (不包括焚燒獲取能量等)。美國(guó)對(duì)

13、塑料的回收率達(dá)50%，僅新澤西州的塑料再生中心 (CPRR)建立的熱塑性廢舊塑料處理裝置，就具有年產(chǎn)3500t再生塑料的能力。20世紀(jì)90年代美國(guó)的塑料再生制品已達(dá)23萬(wàn)噸，20世紀(jì)末達(dá)130萬(wàn)噸。法國(guó)1994年塑料廢棄物就達(dá)89萬(wàn)噸，其中46萬(wàn)噸通過(guò)綠點(diǎn)系統(tǒng)回收。日本在1995年對(duì)塑料廢棄物回收率達(dá)28%。為了更好的利用再生資源，日本政府決定加大回收處理，制定了塑料廢棄物再循環(huán)目標(biāo)，即到21世紀(jì)總循環(huán)率要達(dá)到90%，物質(zhì)循環(huán)率20%，熱循環(huán)率達(dá)70%，填埋率達(dá)10%。意大利在90年代僅熱塑性塑料回收，就達(dá)25%以上。他們研制了從垃圾中分離塑料的機(jī)械系統(tǒng)，有效地將PE薄膜、袋類分離出來(lái)進(jìn)行處理

14、。歐盟計(jì)劃在2005年以前回收率達(dá)90%。 塑料的降解與回收第十六張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 歐盟塑料廢棄物處理目標(biāo)表 國(guó)家或組織 總回收率 再生利用 能源回收 殘余 （目標(biāo)/%）歐盟 90 60 30 10德國(guó) 80 60 20 20法國(guó) 75 60 15 25比利時(shí) 100 60 40 0荷蘭 100 60 40 0英國(guó) 100 50 50 0意大利 100 50 50 0第十七張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降解第十八張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降解在大多數(shù)情況下, 聚合物的降解主要是高分子中主化學(xué)鍵斷裂反應(yīng)所引起的。在不同的環(huán)境條件下

15、聚合物降解的方式和程度都不同。根據(jù)各種環(huán)境條件引發(fā)降解的原因的不同, 有不同的降解方式。塑料的降解主要有熱降解、在自然環(huán)境中的光降解和生物降解三種類別，光降解和生物降解的速度都比較慢。第十九張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降解廢塑料熱解是將已清楚雜質(zhì)的塑料置于無(wú)氧或者低氧的密封容器中加熱，使其裂解為低分子化合物。溫度要求較高（400-600C），條件較苛刻。其基本原理是將塑料制品中的高聚物進(jìn)行徹底的大分子裂解，使其回到低分子量狀態(tài)或單體態(tài)。按照大分子內(nèi)鍵斷裂位置的不同，可將熱解分為解聚反應(yīng)型、隨機(jī)裂解型和中間型。 塑料熱解第二十張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降

16、解光降解是聚合物在吸收紫外線等輻射能后, 容易形成電子激發(fā)態(tài), 而產(chǎn)生光化學(xué)過(guò)程, 而使聚合物破壞, 在大氣環(huán)境中, 聚合物往往還要同時(shí)受到氧的影響, 造成光氧降解。 其具體過(guò)程是: 聚合物通過(guò)光的物理吸收過(guò)程而引起光化學(xué)反應(yīng), 脫出聚合物分子鏈上的氫原子而形成自由基。直鏈聚合物降解后不再形成新的基團(tuán), 而交聯(lián)聚合物則在降解過(guò)程中又可能形成新的基團(tuán), 這是簡(jiǎn)單的光降解機(jī)理。 塑料光降解第二十一張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降解多數(shù)合成的純聚合物均具有抗微生物侵蝕的能力。但添加劑(如增塑劑、潤(rùn)滑劑、色素和抗氧劑等) 則降低這種能力。增塑劑殘余脂肪酸如硬脂酸酯可被微生物降解并導(dǎo)致

17、聚合物表面和性能甚至基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的破壞。對(duì)塑料降解起作用的生物主要是真菌和細(xì)菌。水解和氧化分解作用可促進(jìn)塑料的生物降解。第二十二張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月聚合物的結(jié)構(gòu)及柔順性 聚合物鏈含有易水解鍵，如酯鍵、酰胺鍵、脲鍵、氨酯鍵等，較易進(jìn)行生物降解；鏈的柔順性也有一定影響，柔順性大，降解速度也大。分子量及其分布 許多由微生物參與的聚合物降解都是由端基開(kāi)始的，高分子量的聚合物因端基數(shù)目少，降解速度較低。對(duì)于寬分布的聚合物，總是低分子量部分先降解。聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu) 對(duì)于晶態(tài)聚合物與它的結(jié)晶度和晶形有關(guān)，對(duì)于無(wú)定形聚合物與其玻璃化溫度有關(guān)。 非晶態(tài)聚合物比晶態(tài)的較易進(jìn)行生物降解。環(huán)境條件

18、溫度、pH值、濕度、氧含量、土質(zhì)等，以及微生物生長(zhǎng)所需的其它營(yíng)養(yǎng)條件。微生物的分布 真菌與細(xì)菌的數(shù)量、類型及相互作用。 塑料降解 影響生物降解的主要因素第二十三張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降解對(duì)于合成塑料的生物降解，微生物所引起的生物降解可分為: (1) 生物物理降解法: 當(dāng)微生物攻擊侵蝕高聚物材料后, 由于生物細(xì)胞的增長(zhǎng)使聚合物組分水解、電離或質(zhì)子化而分裂成低聚物碎片, 聚合物分子結(jié)構(gòu)不變, 這是聚合物生物物理作用而發(fā)生的降解過(guò)程。(2) 生物化學(xué)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, 直至最終分解成為二氧化碳和水, 這種降解方式屬于生物化學(xué)降解方式。第二十四張，PPT共二十八頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 塑料降解高分子材料的生物降解過(guò)程也可分為4個(gè)階段: 水合作用、強(qiáng)度損失、物質(zhì)整體化喪失和質(zhì)量損失。高分子水合作用是由依靠范德華力和氫鍵維系的二次、三次結(jié)構(gòu)的破裂引發(fā)的水合作用, 其后高分子主鏈可能因化學(xué)或酶催化水解而破裂, 高分子材料的強(qiáng)度降低。對(duì)交聯(lián)高分子材料強(qiáng)度的降低, 可由高分子主鏈、交聯(lián)劑、外懸基團(tuán)的開(kāi)裂等造成。