可生物降解的塑料

可生物降解的塑料是可以通过活生物体（通常是微生物）的作用分解为水，二氧化碳和生物质的塑料。可生物降解的塑料通常由可再生原料、微生物、石油化学产品或这三者的组合生产。

虽然“生物塑料”和“生物可降解塑料”这两个词相似，但它们不是同义词。并非所有生物塑料都是可生物降解的。

可生物降解的塑料通常用于一次性物品，例如包装、陶器、餐具和食品服务容器。原则上，它们可以替代传统塑料的许多应用，但是成本和性能仍然存在问题。仅在受到限制常规塑料使用的特定法规支持的情况下，使用它们在财务上是有利的。例如，自2011年以来，随着一项具体法律的出台，可生物降解的塑料袋和购物者在意大利成为强制性措施。

生物合成塑料（也称为生物塑料或生物基塑料）是从自然起源（例如植物、动物或微生物）生产的塑料。

聚羟基链烷酸酯是一类由各种微生物自然产生的可生物降解的塑料（例如：Cuprividus necator）。PHA的具体类型包括聚3-羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）和聚羟基己酸酯（PHH）。PHA的生物合成通常是通过剥夺生物体某些营养素（例如缺乏诸如磷，氮或氧的宏观元素）并提供过量的碳源来驱动的。然后通过破坏微生物来回收PHA颗粒。

PHA可以进一步分为两种类型：

• 短链长度（包括3至5个碳原子）的羟基脂肪酸中的scl-PHA是由众多细菌（包括Cupriavidus necator和Alcaligenes latus（PHB））合成的。
• 由恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）可以制得具有中等链长的含6-14个碳原子的羟基脂肪酸的mcl-PHA 。

聚乳酸是由可再生生物质合成的热塑性脂族聚酯，通常是由发酵植物淀粉（例如玉米、木薯、甘蔗或甜菜浆）合成的。在2010年，PLA的消费量在世界上所有生物塑料中排名第二。

根据美国和欧洲标准，PLA可堆肥，但不可生物降解，因为它不会在人工堆肥条件之外进行生物降解。

淀粉共混物是通过将淀粉与增塑剂共混而生产的热塑性聚合物。由于淀粉聚合物本身在室温下易碎，因此在称为淀粉糊化的过程中添加了增塑剂以增强其结晶度。虽然所有淀粉都是可生物降解的，但并非所有的增塑剂都可以。因此，增塑剂的生物降解性决定了淀粉共混物的生物降解性。

可生物降解的淀粉共混物包括淀粉/ 聚乳酸、淀粉/ 聚己内酯和淀粉/聚丁烯-己二酸酯-对苯二甲酸对苯二甲酸酯。

其他混合物（例如淀粉/ 聚烯烃）不可生物降解。

尽管经常使用术语“可堆肥”、“生物塑料”和“氧降解塑料”代替“可生物降解的塑料”，但这些术语不是同义词。废物管理基础设施目前回收常规的塑料废物，将其焚化或放入垃圾填埋场。将可生物降解的塑料混入常规废物基础设施中会对环境造成一定危害。因此，确定如何正确分解替代塑料材料至关重要。

微生物降解：可生物降解塑料的主要目的是代替传统的塑料，这些传统的塑料在垃圾填埋场中仍然存在并危害环境。因此，微生物分解这些塑料的能力是令人难以置信的环境优势。微生物降解可通过3个步骤完成：塑料表面的定殖、水解和矿化。首先，微生物会填充暴露的塑料。接下来，细菌分泌与碳源或聚合物底物结合的酶，然后分解碳氢键。该过程导致产生H ₂ O和CO ₂。尽管释放了CO ₂进入环境后，可生物降解的塑料所留下的足迹要小于堆积在垃圾填埋场中并造成严重污染的石油基塑料，这就是为什么人们将其作为传统塑料的替代品进行探索的原因。

市政固体废物：根据美国环境保护署（EPA）2010年的报告，美国有3,100万吨塑料废物，占所有市政固体废物的12.4％。其中回收了255万吨。该8.2％的回收率远低于城市固体废物的34.1％的总回收率。

塑料回收率下降的原因可能是传统塑料经常与有机废物（食物残渣、湿纸和液体）混合在一起，导致废物在垃圾填埋场和自然栖息地中积累。另一方面，这些混合有机物（食物残渣，庭院装饰物和湿的，不可回收的纸张）的堆肥是一种回收大量废物并显着提高社区回收目标的潜在策略、截至2015年，食物残渣和湿的不可回收纸分别占3,960万吨和6,790万吨城市固体废物。

可生物降解的塑料可以替代这些废物流中的不可降解塑料，从而使市政堆肥成为从垃圾填埋场转移大量原本无法回收的废物的重要工具。可堆肥塑料将塑料的实用性（重量轻、耐性强、成本相对较低）与在工业堆肥设施中完全完全堆肥的能力结合在一起。支持者们并不担心回收相对少量的混合塑料，而是认为经过认证的可生物降解塑料可以很容易地与其他有机废物混合，从而可以堆肥更大一部分不可回收的固体废物。

这样，所有混合有机物的商业堆肥就变得商业上可行且经济上可持续。由于现在整个废物流都可以生物降解，因此更易于处理，因此更多的市政当局可以将过多的废物从负担过重的垃圾填埋场转移出去。不再使用垃圾填埋场可能有助于减轻塑料污染问题。

因此，可生物降解的塑料的使用被认为能够完全回收大量的城市固体废物（通过有氧堆肥和原料），这些废物以前是通过填埋或焚烧以外的其他方式无法回收的。

氧可生物降解：有指控称，可生物降解的塑料袋可能释放金属，在某些情况下可能需要大量时间才能降解，OBD（氧可生物降解）塑料可能会产生无法持续的微小塑料碎片不论环境如何，都会以任何明显的速度降低。氧化可生物降解塑料协会的回应是，OBD塑料不含金属。它们含有金属盐，这是法律所禁止的，实际上是人类饮食中的微量元素。瑞典技术研究所和瑞典农业科学大学已对聚合物材料的氧生物降解进行了深入研究。一项经同行评审的研究报告显示，根据ISO 17556的测试，在24个月内土壤环境中有91％的生物降解。

对食品供应的影响：关于用天然材料制造可生物降解的生物塑料的总碳，化石燃料和水的使用量以及它们是否对人类食品供应产生负面影响，也存在许多争议。要制造1千克（2.2磅）的聚乳酸（最常见的市售可堆肥塑料），需要2.65千克（5.8磅）的玉米。自2010年以来，每年生产大约2.7亿吨塑料，在全球变暖减少的时候，用玉米衍生的聚乳酸代替传统塑料将使世界粮食供应减少7.155亿吨热带农场的生产力。

甲烷释放：当任何可生物降解的材料（包括真正可生物降解的塑料）在厌氧垃圾填埋场中降解时，可能会释放另一种温室气体甲烷。从594个管理的垃圾填埋场生产的甲烷被捕获并用于能源；一些垃圾填埋场通过燃烧消除甲烷释放到环境中的过程燃烧掉。在美国，当今大多数垃圾填埋场的材料都进入填埋场，在那里它们捕获甲烷沼气，用于清洁、廉价的能源。化不可生物降解的塑料也会释放二氧化碳。在厌氧（垃圾填埋）环境中处理由天然材料制成的不可生物降解的塑料将导致这种塑料可持续使用数百年。

海洋中的生物降解：尚未完全降解的生物可降解塑料由废物管理设施处置在海洋中，并假定塑料最终会在短时间内分解。但是，海洋不是生物降解的最佳选择，因为该过程有利于拥有大量微生物和氧气的温暖环境。剩余的未经过生物降解的超细纤维可能会对海洋生物造成伤害。