全世界的塑料不計其數,要是經過簡單加工,做成灰色無氣味、密度大點的石頭,和自然的石塊混在一起,堆積成小山。之後的垃圾都如此,往上疊加就行,多些還能成為自然景觀,也許人造喜馬拉雅山巒就誕生了。不就解決環境污染了嗎,只是願不願意做!


太長不看版:把塑料垃圾做成像石頭一樣的山,技術上有一些難度,成本上血虧,且還會衍生出「微塑料污染」等新問題。因此這個想法並不現實,不能解決塑料污染的問題。

(全文約 2000 字,閱讀需 4 分鐘)


1 塑料垃圾的現狀

塑料生產是石油化學工業的重要組成部分。全世界每年有大約 4% 的石油被用於塑料生產的原材料,此外還有 4% 的石油用於為塑料行業供能 [1]。2013 年,全球共生產了約 300 萬噸的塑料,並且每年的產量增速位於 3~4%之間 [1]。

塑料降解往往需要數百年的時間。釋放到自然界的塑料會對生物、環境有破壞。如何處理每年如此龐大的塑料垃圾,就成了一個十分關鍵的問題。

2 把塑料做成小山可行麼?

題主的想法非常有趣,但是很遺憾,這個想法很難實現。題主所說的「簡單加工」,實際上並不簡單。

首先,固體廢棄物處理中成本最大的一塊就是回收運輸。將塑料做成壓縮磚無法避免的就是要先把垃圾回收運送到處理站。

其次,將塑料垃圾做成具有灰色、無氣味、與石頭相似等性質的壓縮磚也較困難。目前常見的壓縮只能做成如下圖所示的樣子。

塑料垃圾壓縮 [2]

所以,技術上要想實現題主所說的性質,應該還有一段路要走。

此外,能源消耗的成本也不容忽視。將大批量的塑料垃圾重新壓製成灰色的磚塊需要能源應該比較多。並且製出來的塑料垃圾磚既要運出去找個地方堆成山,還不能賣錢。這樣虧本的生意,除非國家有政策補貼,否則沒人會去做。

3 做成小山就能解決環境問題嗎?

如果之前所說的成本等限制條件都的到了解決,是不是這個方法就一勞永逸了呢?

將塑料壓縮堆成小山,看似可以解決塑料垃圾的問題,但實際上並不能徹底解決塑料污染。

各式各樣的塑料垃圾 [3]

塑料垃圾除了我們日常所見的大塊白色垃圾,還有另一類被稱為「微塑料」的污染物。

顯微鏡下的微塑料 [4]

這些「微塑料」主要有兩種來源 [4]。

一種是人為添加的微型塑料顆粒。如洗面奶、沐浴露中的磨砂顆粒(現今也有利用椰殼等可降解材料的顆粒來替代塑料的產品)。

另一種就是普通塑料在自然界經陽光照射、雨水沖刷降解產生的微塑料。

在降雨、陽光等物理、生物、光化學因素的影響下,「塑料山」會釋放大量的微塑料到自然界中。

4 微塑料對環境的影響

微塑料對環境的影響範圍十分大。下面我們看幾個例子。

當水生生物攝取微塑料後,微塑料顆粒無法被排出體外,會一直聚積在生物體內,最後導致生物死亡。

甚至,有些研究人員發現,某種魚類在長期攝入微塑料後會影響神經系統,發病後對微塑料的攝入慾望超過真正的食物 [5]。

魚體內發現的微塑料 (Photo: Dr. Marcus Eriksen)

微塑料同樣對整個人體有著一定的影響。微塑料如 DDT 等農藥一樣,可以通過食物鏈富集 [6]。最後受害的是我們自己。

微塑料在食物鏈中的傳遞 [6]

有些地區的珊瑚攝取微塑料後會死亡,導致蝦類無法在珊瑚上產卵,從而破壞整個生態環境 [7]。

珊瑚蟲:藍色球體為微塑料,黃色球體為蝦類卵 [7]

此外其多孔的結構還會吸附其他有害物質,對生物體造成更嚴重的危害。

微塑料的微觀結構 (Photo: Dr. Mary Sewell)

如 PVC 微塑料顆粒會因氫鍵、靜電力等作用影響,吸附多種污染物(如雙酚 A)[8]。

微塑料吸附其他污染物的機理 [8]

5 塑料回收處理

說完微塑料的危害,我們再回過頭來看看,現今我們是如何處理塑料垃圾的。

題主說的將塑料做成小山,實際上是屬於垃圾回收處理中的「填埋(disposal)」,只不過把垃圾從填到地底變成了堆在地面。

而填埋是廢棄物處置多種方式中,效率最低的一種。往往當回收再生、焚燒等方式都無法使用時才會選擇填埋來處理固體垃圾。

對垃圾回收處理優先度有興趣的可以看一下這篇文章。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/157404707?

zhuanlan.zhihu.com圖標

科學且規範的填埋需要大量的前期設備投入,以防止被填埋物對土地的污染。雖然塑料屬於較為安全、惰性的廢物,但其填埋依然會佔據大量土地。

相比沒有任何產出的填埋,回收塑料垃圾中的塑料材料或者焚燒發電就顯得更有價值了。

塑料經過回收、洗滌、分揀、篩選、加工等操作後,最後可以製成塑料顆粒。塑料顆粒可以重新用於新產品的生產。

如果相應生產設備、供應鏈不完全,回收塑料垃圾製成塑料顆粒的成本過高,還可以選擇焚燒發電。塑料的熱值比較高。垃圾焚燒並不像我們想像的那麼危險,如果焚燒過程嚴格控制溫度、空氣量等工藝參數,絕大部分有毒物質(二惡英)都會被限制在極低的水平。

現今全球的塑料垃圾回收情況如下圖:

2016 年全球塑料回收方式佔比 [9]

在2016年,全球僅有約 16% 的塑料垃圾被回收用於再次製作塑料製品;25% 的塑料被焚燒,用來回收塑料中的能量;40%左右的塑料被填埋;約19%的塑料被隨意傾倒。

無管理傾倒垃圾 (來源:Healthy DEvelopments)

總的來說,從經濟、環保多方面考慮的話,上述的幾種方法的優先度排名如下:

回收加工塑料顆粒&>焚燒發電&>科學規範填埋&>無管理傾倒

6 後記

很多時候,垃圾就是放錯了地方的資源。與其將垃圾視為危害,想盡辦法去處置它;不如從另一個角度想一想,如何將塑料垃圾變為更有價值的東西。

塑料顆粒再生無論是從技術上還是經濟效益上都比「將塑料做成小山」的想法來的實際。儘管這個處理方法優點很多,但全世界以再生材料為目的回收處理的塑料垃圾不足 20%。絕大多數的塑料垃圾還是通過填埋這一老方法來處理的。

因此,塑料垃圾的回收結構還有進一步優化的空間。實現塑料垃圾的全回收處理還困難重重。

願未來的生活中, 我們不會再因塑料垃圾圍城而苦惱。

參考文獻

[1] The European House–Ambrosetti, The Excellence of the Plastics Supply Chain in Relaunching Manufacturing in Italy and Europe(Milan: 2013); UNEP, op. cit. note 3.

[2] https://skar.co.uk/recycling-plastic-build-building-bricks/

[3] Horton, AA, Dixon, SJ. Microplastics: An introduction to environmental transport processes. WIREs Water. 2018; 5:e1268. https://doi.org/10.1002/wat2.1268

[4] Microplastics in freshwater ecosystems: what we know and what we need to know.In:Environmental Sciences Europe.26, 2014,doi:10.1186 / s12302-014-0012-7

[5] Rochman, C. M. (2016). Ecologically relevant data are policy-relevant data. Science, 352(6290), 1172–1172. doi:10.1126/science.aaf8697

[6] Lu, L., Luo, T., Zhao, Y., Cai, C., Fu, Z., Jin, Y. (2019).Interaction between microplastics and microorganism as well as gut microbiota: A consideration on environmental animal and human health. Science of The Total Environment, 667, 94–100.doi:10.1016/j.scitotenv.2019.02.380

[7] https://www.wbur.org/earthwhile/2019/06/26/northern-star-coral-boston-university-study-microplastic-pollution

[8] Sorption behavior and mechanism of hydrophilic organic chemicals to virgin and aged microplastics in freshwater and seawater, Guangzhou Liu, et al.

[9] https://www.mckinsey.com/industries/chemicals/our-insights/how-plastics-waste-recycling-could-transform-the-chemical-industry#


這個問題我覺得我可以有發言權。我們公司其實就在研究類似產品。圖裡那塊灰色塊是從一根230*180*4000mm的純塑料軌枕上切下來的。

目前沒法做山的原因,簡而言之就是塑料熱脹冷縮太厲害,變成山的話形狀保持不住。另外塑料的老化太快,不做足夠的處理容易碎。如果這兩個問題都解決了的產品,價格又高到不值得這麼做。

把熱塑性塑料分類回收後進行再生塑料生產是一門很成熟的產業。如果用到了性能特別差,壽命特別低的塑料製品,就需要考慮下是不是用回收料組成。

至於將塑料回收後變成石頭一樣的東西,從上世紀八九十年代已經開始大規模生產化研究。

剛開始是美國軍方,如果爆發戰爭,地面被炸得坑坑窪窪,或者橋面有洞,那如何快速搶修,讓坦克或者大型卡車通過?於是他們將塑料回收,利用高溫高壓壓成一根根方形細長條,外面再包裹廢舊輪胎。這樣的產品強度大,能過坦克,但是密度一個立方也就1噸多,非常適合搬運做為道路快速填補材料。

後來冷戰結束,這個產品被改成塑料軌枕,用在了美國的貨運鐵路,另一個方向是建築用塑料磚,北京化工大學曾經也在研究。

但為什麼沒大幅度推開呢?最大的問題在於塑料產品熱脹冷縮的變化值(專業說法是熱膨脹係數)太大了。用做軌枕,熱膨脹係數稍微高點,軌距的變化就足以讓列車車輪把不住鋼軌脫軌;用做塑料磚,表面糊的水泥能全給你脫落下來,更別說塗料或者壁紙。

要是真做成小山,估計這山沒事就來個山崩……

所以現在整個行業對塑料枕的研究變成了個軍備競賽,都在比誰能用更高壓力把塑料壓得更密實,把熱膨脹係數降下來,成品還能足夠大,滿足尺寸和其他性能要求。

像我們公司的產品,現在基本快做到跟國際頂頭公司的性能差不多了,這個軌枕壓實到什麼程度?塑料怕火,可成品拿乙炔槍對噴3分鐘都點不著。300公斤的鐵塊從3米高自由落體也就砸個小坑。

而到了這種地步,也就不是一般人用的起了。國內鐵路公司拿到價格,歪嘴一笑,直接說我們用混凝土枕不就行了嗎?更別說建築行業的小包工頭們了,所以現在主要盯著國際上不差錢的大項目推……


把所有渣人都關一個監獄裡,全世界其他地方不就都成樂土了麼?


「簡單加工」後變成灰色無氣味密度大點的石頭。

首先想把所有不同種類的塑料垃圾通過加工做成你想像中的石頭,一點都不簡單。。。

其次,塑料的問題不是因為我們不知道怎麼處理塑料,而是你沒辦法保證人們去配合你。

回收的塑料本身就是為了重新利用纔回收。。。別說其他欠發達地區,你看看國內有多少人真的認認真真在分類回收。

我在加拿大艾爾伯塔省,數據傳說這裡的塑料瓶子回收自覺程度是整個加拿大數一數二的。但是我每次去大型垃圾場,都會看到各種塑料製品被當作垃圾扔掉而不是回收。

收集塑料纔是解決塑料污染的難題,不是處理塑料。重新利用塑料比建塑料山要有效多了,那都沒多少人自覺合作呢。。。這還是給錢,能賺錢的情況下。。。

修建塑料山誰撥款?誰負責?怎麼收集塑料?

如果你有個公司正在做環保塑料產品,我會很支持你。

相信我一句話,這個信息時代,「好主意」一分錢都不值,你的主意肯定有別人想到過。這個年代,除非你在理論科學領域工作,想要想出什麼「前無古人」的好點子基本不可能。


要知道塑料和塑料不能一概而論,有塑料在極其憤怒的情況下,有的塑料能經受300度的高溫。

---------玩梗結束的分界線----------

如果只是把塑料壓製成一整塊立方體,就好像上面的幾位大牛說的,那只是跨出了第一步。這個很容易就崩解出來了,所以我們的目標是讓塑料變成像石頭一般的硬坨坨,這個時候就需要一個特殊的工藝了——燒結。

說起燒結,應該大家都不陌生吧,畢竟作為中國人,誰還沒見過燒窯呢對吧。把一個一個脆弱的胚體放進窯爐裡面,經過爐子的烘烤,從而達到堅硬的質地。

塑料胚體也可以試試這樣,一般窯爐的溫度在1000度左右,而陶瓷的主要物質,氧化鋁熔點2054度,以此類推,只需要不高的溫度,就能燒結出不錯的塑料塊塊了。

我們先嘗試把爐子溫度變成300度,這是普通的工程塑料注塑時的溫度,這個時候工程塑料處於微微融化的狀態,應該可以變成比較堅實的硬塊了吧。

但是裡面的PE PP就不答應了,我們這些聚烯烴,燃點只有300度,於是這些塑料就快樂的燃燒起來,帶著整個塑料塊塊一起燃燒。

在黑煙滾滾中,大家從工廠裏出來,開始商討怎麼操作。

那乾脆降低溫度吧,但是這樣就很容易生成二噁英,對環境影響很大。

加阻燃劑吧,又不符合簡單加工的要求。

人羣中突然有人說,我們乾脆把塑料分成幾個部分,聚烯烴是一部分,PS是一類,PET是一類,PVC是一類,分類燒結,這樣就沒有問題了吧。

聚烯烴和PET這些很快就處理好了,但是PVC和PS類塑料的時候,又發生了問題。

PS一般都是共聚物,ABS加工溫度在220度左右,SAN的加工溫度要在250度,還有SBS類共聚物,加工溫度只有190度以內,不然會分解。

眾人一臉懵逼,再細分下去,工人都不懂,必須要找懂材料的人,才能一眼分辨出來,這下垃圾分類的成本就高了。

那後續怎麼操作呢,廠長撓著頭,看著窯爐。

要不幹脆把溫度調整到500度,直接一把火全燒了吧,這樣也不用煩什麼類型的塑料了。


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