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1、废弃塑料制品的危害及资源再生化处理废弃塑料制品的危害及资源再生化处理20132013级环境科学级环境科学*学号：学号：*塑料的定义塑料的定义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。塑料是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料，是合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。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，它的主要成
2、分是合成树脂。以合成树脂或天然树脂为基础原料，加入(或不加)各种塑料助剂、增强材料和填料，在一定温度、压力下，加工塑制成型或交联固化成型，得的固体材料或制品。塑料的主要成分塑料的主要成分塑料的主要成分是合成树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。树脂约占塑料总重量的40%100%。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因经过化学手段进行人工合成，而被称之为塑料。塑料
3、的性质塑料的性质它是高分子有机化合物 它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 它可以成形(moldable) 种类繁多，因为不同的单体及其组成可以合成不同的塑料用途广泛产品呈现多样化具有不同的性质 可以用不同的加工方法(processing method ) 塑料的简单介绍塑料的简单介绍塑料和树脂这两个名词也常混用。塑料和树脂这两个名词也常混用。 分类分类 塑料可区分为塑料可区分为热固性与热塑性热固性与热塑性二类，前者无法重二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产新塑造使用，后者可一再重复生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线型第一种是线型结
4、构结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物； 第二种是体型结构，第二种是体型结构，具有具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。构。 高分子的分子结构分类：高分子的分子结构分类： （a）线型结构（无支链）线型结构（无支链） （b）线型结构（带有支链）线型结构（
5、带有支链）（c）网状结构（分子链间少量交联）网状结构（分子链间少量交联） （d）体型结构（分子链间大量交联）体型结构（分子链间大量交联）两种不同的结构，表现出两种相反的性能。两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和
6、熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。热塑性塑料分子结构都是线型结构热塑性塑料分子结构都是线型结构, ,在受热时发生软化或熔化在受热时发生软化或熔化, ,可塑制成一定的形状可塑制成一定的形状, ,冷却后又变硬冷却后又变硬. .在受热到一定程度又重新软化在受热到一定程度又重新软化, ,冷却后又变硬冷却后又变硬, ,这种过程能够反复进行多次这种过程能够反复进行多次. .如聚氯乙烯如聚氯乙烯, ,聚乙
7、烯聚乙烯, ,聚苯聚苯乙烯等乙烯等. .热塑性塑料成型过程比较简单热塑性塑料成型过程比较简单, ,能够连续化生产能够连续化生产, ,并且具有相当高的机械强度并且具有相当高的机械强度, ,因此发展很快因此发展很快. .热固性塑料的分子结构是体型结构热固性塑料的分子结构是体型结构, ,在受热时也发生软化在受热时也发生软化, ,可以塑制成一定的形状可以塑制成一定的形状, ,但受热到一定的程但受热到一定的程度或加入少量固化剂后度或加入少量固化剂后, ,就硬化定型就硬化定型, ,再加热也不会变软和改变形状了再加热也不会变软和改变形状了. .热固性塑料加工成型后热固性塑料加工成型后, ,受热不受热不再软化
8、再软化, ,因此不能回收再用因此不能回收再用, ,如酚醛塑料如酚醛塑料, ,氨基塑料氨基塑料, ,环氧树脂等都属于此类塑料环氧树脂等都属于此类塑料. .热固性塑料成型工艺热固性塑料成型工艺过程比较复杂过程比较复杂, ,所以连续化生产有一定的困难所以连续化生产有一定的困难, ,但其耐热性好但其耐热性好, ,不容易变形不容易变形, ,而且价格比较低廉而且价格比较低廉. .塑料制品在社会中的作用塑料制品在社会中的作用按化学组成塑料容器可分为PE、PP、PS、PVC、PET、NY、PC、PF、UF容器等。按成型方法可将塑料容器分为吹塑、注射、挤出、模压、热成型、旋转、缠绕成型容器等。按容器的形状和用途
9、塑料容器可分为箱盒类、瓶罐类、袋类、软管类等。日常生活中的塑料制品1，PET，聚对苯二甲酸乙二醇酯主要应用： 最常见的是用作饮料瓶、屏幕保护膜及其它透明保护膜。PET也可纺丝，就是我们常说的涤纶，故而奥运期间有回收饮料瓶制衣的说法。许多追求透气和轻便的运动服就是涤纶制成的，很久以前流行的衣料“的确良”也是此物，但是限于当时纺丝手段的落后，的确良衣物穿着上不如现在的舒服。此外PET亦有许多工程应用。使用注意： 无毒，但合成过程可能存留单体、低分子齐聚物和副反应产物如二甘醇，这些都是有一定毒性的，用于饮料瓶的PET原料国家有严格的标准。 在塑料中PET熔点较高。但是一般的瓶子并不建议重复利用，特别
10、是用于装开水。因为PET瓶一般较薄，采用吹塑的方式制造，瓶体在加热到90左右时由于PET分子链的重新排列和内应力作用，瓶体会扭曲收缩，此时使用容易导致烫伤。此外较高的温度会增加材料中有害物质溶出的风险。2，PE，聚乙烯（高密度聚乙烯：HDPE；低密度聚乙烯：LDPE）主要应用： 目前PE是应用最广泛的塑料，借助不同的改性方法，PE可以应用在日常生活的各个方面。比较有代表性的包括塑料桶、薄膜、纸杯内壁、水管和电缆外皮等。使用注意： PE本身无毒。但生产中会用到一些加工或改性助剂，如填料、稳定助剂或颜料。有些助剂是有毒的。PE制品由于在较高温度下会软化甚至熔化，应尽量避免高于开水温度100下使用。
11、3，PVC，聚氯乙烯主要应用： PVC现在多用于制造一些廉价的人造革，脚垫，下水管道等；由于其电气性能良好又有一定的自身阻燃特性，被广泛用于电线电缆的外皮制造。此外，PVC在工业领域应用广泛，特别是在对耐酸碱腐蚀要求高的地方。 使用注意：PVC生产中会使用大量增塑剂（塑化剂，如DOP）和含有重金属的热稳定剂，且合成过程很难杜绝游离单体的存在，这些都被认为是有毒的。所以PVC在接触人体、特别是医药食品应用中，正逐渐被PP、PE所取代。 PVC是一种不耐高温的塑料，无法使用在温度较高的地方。4，PP，聚丙烯豆浆瓶,有优乐乳瓶,果汁饮料瓶,微波炉餐盒(是唯一可以放入微波炉的塑料盒)主要应用： PP的
12、使用范围也很广泛，日常用品如包装、玩具、脸盆、水桶、衣架、水杯、瓶子等等；工程应用如汽车保险杠等。纺成丝的PP被称为丙纶，在纺织品、无纺布、绳索、渔网等制品中很常见。使用注意： PP与PE的加工方法和使用范围类似，本身也无毒。可能的威胁来自于加工和改性中的助剂。特别是由于PP耐候性较差，生产中可能会用到含有重金属的耐老化剂。相比PE制品，PP制品的耐热性略优，典型的乐扣乐扣水杯使用温度可以达到110，但是再高的温度就有软化和熔化的危险了，应尽量避免。废弃塑料所引起的环境危害和社会问题废弃塑料所引起的环境危害和社会问题 塑料工业的迅猛发展，也带来了人们不愿意看到的废弃塑料及垃圾废塑料引起的一系列
13、社会问题。塑料制品的应用已深人到社会的每个角落，从工业生产到衣食住行，塑料制品无处不在。人们开始发现，塑料垃圾已经悄悄地向我们涌来，严重影响着我们的身体健康和生活环境，如一些农用土地因废弃地膜的影响而开始减产，废塑料引发的“白色污染”开始让人们头痛，不腐烂不分解的餐盒无法有效回收，生活用塑料垃圾无从下手处理，塑料废弃物剧增及由此引起的社会和环境问题摆在了人们面前，摆在了全世界人们生活生存的地方。 据统计，我国城市生活垃圾年产量目前已达12亿吨以上，其中废塑料占2一4，即每年产生废弃塑料总量约240万480万吨。这些不能被自然消纳的塑料废弃物的日益增多，不仅严重影响和污染了环境，甚至将危及人类的
14、生存。由于在我国许多大中城市中尚缺少现代化的垃圾填埋或焚烧设施，大多数废弃塑料只能采取露天堆放的办法，加之人们的随意丢弃，使得城市处于“白色垃 圾”的包围之中。对土壤、农作物的危害对土壤、农作物的危害 就目前世界和我国废旧塑料的现状来看，主要影响社会环境的 废旧塑料是以农用和包装材料为主。农用废旧塑料以废弃农膜为 主，包括地膜、棚膜、果蔬保鲜膜及农灌防渗膜等。覆盖农膜可增 温、保温、保肥、保水，控制杂草生长和盐碱地返碱，增产效益显 著，因此，近年来我国农膜的产量总体上呈上升的趋势。但是，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，使用后废弃的农膜进入环境，就成为塑料废品的
15、一个重要组 成部分。 以废旧塑料材料为例，这些材料的分子量在104105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、聚氯乙烯塑料薄膜，在土壤中约300400年才能完全降解，它们滞留在土壤里就破坏了土壤的透气性能，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。据报道，如果每亩(667m2)地有 39kg残膜，将减产玉米11一13、土豆5，5一90、蔬菜 146592；也有人做过实验，当每亩农膜
16、残片达69kg，小 麦减产约9，当达到25kg时减产26。当前有些农业部门推广无法回收的0007mm超薄地膜，从长远看是不妥当的。对动物的危害对动物的危害 塑料废弃物对海洋生物造成的危害是石油溢漏危害性的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。废弃塑料对动物的伤害主要表现在被动物误食，划伤 食道，造成胃部溃疡等疾患。有毒的塑料添加剂，如抗氧剂三丁基 锡，由于生物富集，会使动物降低食欲，降低类固醇激素水平，导 致繁殖率降低，甚至死亡。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
17、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，它们在肠胃中累积，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。 对人体的危害对人体的危害因塑料废弃物造成的火灾事故时有发生。塑料废弃物的焚烧还会产生有害的气体，如聚氯乙烯燃烧产生氯化氢(HCl)， ABS、丙烯腈燃烧产生氰化氢(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。其中氯化物燃烧产生 的二曙英等有毒气体能使兽类和鸟类出现畸形和死亡，对生态的破坏极大。它们对人体
18、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mi，减少了 23，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。之所以产生这种现象，二曙英废气能使精子减少也 是其中一个原因。此外，塑料燃烧产生的一些二氧化物还具有 “复制”雌激素的功能，使男子体内的雌激素成倍增加，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爆发 力、持久力等优势趋于弱化。废弃塑料制品的回收利用废弃
19、塑料制品的回收利用目前，塑料废弃物的再利用技术可以分成两类： 一类是直接再利用， 一类是改性再利用。直接再利用是将回收的塑料废弃物经过分类、清洗、粉碎、造粒然后直接加工成型。其制作工艺简单，但再生制品质量较差。从20世纪70年代开始，废弃塑料的机械回收技术在我国江西、浙江一带乡镇兴起，将塑料粉碎再添加一些新料，经熔融、进料、压模，制成塑料容器、厨房用品、拖鞋等制品。改性再利用是将塑料废弃物通过物理或者化学方法进行改性后再加工成型。其制作工艺复杂，往往需要特定的配套设备和大的投资，但是再生制品的性能能够得到改善和提高，其质量也会相对较好。然而，目前使用的再生塑料制品均需要将废弃塑料加热到200或
20、是更高温度时才能够充分软化，以进行再成型。这种方法除消耗大量能源并带来一定环境污染外，还会破坏塑料的分子链，最终降低塑料的强度，使其不能进行循环再利用。废旧塑料回收再生方法：熔融再生，热裂解，能量回收，回收化工原料及其它1)熔融再生 是将废旧塑料重新加热塑化而加以利用的方法。按废旧塑料的来源，此法又可分为两类：一是由树脂厂、加工厂的边角料回收的清洁废塑料的回收；二是经过使用后混杂在一起的各种塑料制品的回收再生。前者称单纯再生，可制得性能较好的塑料制品；后者称复合再生，一般只能制备性能要求相对较差的塑料制品，且回收再生过程较为复杂。2)热裂解 方法是将挑选过的废旧塑料经热裂解制得燃烧料油、燃料气
21、。3)能量回收 利用废旧塑料燃烧时所产生热量的方法。4)回收化工原料。 一些品种的塑料，加了聚氨酯可通过水解获得合成时的原料单体。这是一种利用化学分解废旧塑料变成化工原料进行回收的方法。5)其他，除了上述废旧塑料的回收方法外，还有各种利用废旧塑料的方法，如将废旧聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后混入土壤中以改善土壤的保水性，通气性和排水性，或作为填料同水泥混合制成轻质混凝土，或加入粘合剂压制成垫子材料等。废旧塑料综合利用的主要途径废旧塑料综合利用的主要途径制造燃油 德国巴斯夫等三家化学公司在共同的研究报告中指出，氢化作用为热裂解法的最优良方式，析解出的合成原油品质量好，可用来炼油。德国已开始在博特普建立一
22、座有希望日产200t塑料燃油的反应炉。德国的韦巴(Ve2ba)能源化工集团公司、日本政府工业开发试验室和富土循环利用工业公司研究出了一种新方法，将废旧塑料经过清洗粉碎后，在300下熔融，然后在装有催化剂的两个反应器中进行转化，两个反应器的温度分别是400420和200350。废旧塑料即能还原为汽油、煤油、柴油等石油产品。每kg的塑料回收后转化为0.5L汽油、0.5L煤油和柴油。美国列克星敦肯塔基大学发明了一种废塑料变成优质塑料燃料油的工艺方法，生产的燃料很像原油，甚至比原油更轻，更容易提炼成高辛烷值的燃料油。这种用废塑料生产的燃料油不含硫磺，杂质也极少。采用类似方法把塑料与煤一起液化也能生产出
23、优质燃料油。北京双新技术交易公司利用农膜、塑料编织袋、食品袋、快餐盒、饮料瓶、泡沫等废塑料生产汽油和柴油，经国家级检测中心检测，其产品质量优于GB484-89中70号汽油标准和GB252-87中0号柴油标准；且每1.43t原材料可生产汽、柴油1t各占(50%)，转化率为70%以上，生产成本仅12001400元/t。北京另一家公司每t废旧塑料可提取汽油350kg、柴油350kg、炭黑100kg、气态烃200kg，几乎100%变成了有用的产品。中国科学院山西煤化所与江西西华化工公司合作，开发废塑料制油技术，1t混合废塑料可生产560kg90号汽油、140kg0号柴油、50kg蜡、190kg裂解气，
24、炼制过程无二次污染。另据报导，我国已开发出了一步法直接催化降解液化聚烯烃制取气态烃油的工艺，总收率达85%87%。如果能将全国50%的废旧塑料回收起来，那么可增产石油75万t，相当于新建一座年加工原油100万t的炼油厂。但在总体上，目前国内外在化学裂解法上都存在着相同的问题，即工艺及设备较复杂，回收成本高，经济效益差，在工业生产上的可行性较低等。生产防水抗冻胶 以发泡塑料废弃物为基料每t废料可产数t成品胶。制取芳香族化合物 日本正在进行以废塑料为原料制取化工原料新技术的实用化研制开发，其方法是把PE、PP等废塑料加热到300，使之分解为碳水化合物，然后加入催化剂，即可合成苯、甲苯和二甲苯等芳香
25、族化合物。在525的温度下反应时，废旧塑料的70%能够转换为有用的芳香族物质，这些物质可做化工品和医药品的原料及汽油用燃料改进剂等，用途极广，其余成分可以转换为氢和丙烷。制备多功能树脂胶 可制作防水涂料、防锈漆、家具腻子胶等产品，可替代各种玻璃胶、木材胶、印刷胶使用。防火装饰板。 广泛用于室内装饰、吊顶、家具制造等。该产品不仅外观艳丽多彩，而且具有防火、防水、防腐、绝缘、不变型、不老化、可任意卷曲等特点。再生颗粒 运用专用造粒设备，可将废旧聚乙烯、聚丙烯等塑料通过破碎-清洗-加热塑化-挤压成型工艺，加工生产出市场畅销的再生颗粒。8)生产克漏王。它是传统防水材料的升级换代产品，用在房屋表面，就像
26、涂刷一层玻璃钠，封闭快、渗透性极强，具有干燥迅速、塑化快、流平性能好，附着力强、耐酸碱等特点，使用寿命可达20年以上，而且施工方便，一年四季均可施工，不需加热，一涂即成。保定橡胶行业利用再生橡胶和废旧塑料对三元乙丙-丁基橡胶防水卷材、氯化聚乙烯防水卷材、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材、铝箔塑胶油毡及BF-8型丁基橡胶防水卷材等几种高分子防水卷材进行了研制、开发及应用。制备环保漆广州环境资源开发研究所和南海环境资源开发试验厂应用废旧聚苯乙烯泡沫及涤纶制备环保漆。废塑料薄膜作沥青改性材 改性沥青混合料的部分性能优于不掺废塑料薄膜的沥青混合料，废塑料薄膜的最佳掺量为沥青重量的12%。焚烧发电焚烧发电焚烧
27、及作为能源再利用：塑料的能量值最高，日本及欧洲一些国家主要通过焚烧来发电，比利时等国则通过焚烧提供工业用蒸汽，他们认为焚烧回收热能是塑料废弃物再资源化的一个重要途径，也是治理塑料废弃物最现实的手段。回收的木质废品经过热解制成的木煤气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烯、氢气等，是一种不污染环境的优良气态燃料结论近年来，由于人口急剧增长，工业迅猛发展，土壤表面垃圾堆放和倾倒，有害废水不断向土壤中渗透，废弃塑料随意焚烧后大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落在土壤中和水体中导致污染。多数大城市里的空气含有许多取暖、运输和工厂生产带来的污染物。这些污染物威胁着数千万市民的健康，导致许多疾病恒生，甚至出现许多死亡现象。现在城市巨大，这些大城市的无序扩大也损害到了自然区。因此，无限制的城市化应当被看作是文明的新弊端。可以预料 由废弃物资源化引发的循环经济今后将会形成一个有规模的产业，具有诱人的发展前途。它必将对合理使用资源，保护生态环境，发展资源循环经济，促进经济可持续发展作出有益的贡献。尽管包装废弃物资源化利用的途径比较多，但毕竟是二次使用，加上各方面的因素限制，浪费不可避免。因此我们提倡绿色包装，尽量做到包装的减量化、轻量化或薄型化，杜绝过度包装，研究和开发可降解或可食性的包装材料，减少资源浪费，让全社会都能认识到循环经济的重要性，关注资源，爱护环境，合理使用有限的资源。
