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【關鍵詞】綠色 生態包裝 現代包裝
在現代人們的生活過程中,由各種各樣包裝造成的社會資源浪費和生活環境污染問題越來越突出,而越來越多人們對生活環境的重視程度不斷提高,人們的環境保護意識不斷增強,從而推動了綠色生態包裝材料在現代包裝設計中的應用,充分凸顯了綠色生態包裝材料的重要性[1]。
1 綠色包裝材料的種類
1.1 高性能的包裝材料
所謂高性能的包裝材料主要是在包裝設計的過程中,采用新型的紙質材料代替全金屬包裝材料,有效降低包裝的成本,最大限度減少各類包裝廢棄物對生活環境的污染。
1.2 可二次利用的包裝材料
這里提及的可二次利用的包裝材料,主要起源于國外。其中較為典型的就是瑞典等國家采用PET材質的飲料瓶,這種瓶子能夠重復使用,有效減少包裝材料造成的資源浪費現象。
1.3 可食性包裝材料
可食性包裝材料具有能夠供人們食用的特點。在現代包裝材料的應用過程中,可食性包裝材料主要包括了淀粉、蛋白質、植物纖維和其他天然物質等。目前,可食性包裝材料主要應用于食品和藥品等包裝中[2]。
1.4 可降解包裝材料
可降解包裝材料主要是指包裝材料經過一段較長的時間和處于特定環境下,所導致包裝材料的化學結構發生化學性變化的塑料。其中具體表現為可降解材料在結束自身的使用壽命之后,當受到陽光紫外光的作用和土壤中水分的影響,能夠在一定的環境中發生分裂和可降解的現象,最終以無污染的形態進入到生活環境中。目前,在包裝材料應用中,可降解塑料材料主要分為合成光降解塑料、添加光敏劑的光降解塑料、生物降解塑料以及多種降解塑料等綜合在一起的多功能可降解材料。除此之外,還可以根據可降解材料所處環境發生變化而分為光降解塑料、生物降解塑料、完全或者部分生物降解塑料等等[3]。
1.5 利用自然資源開發天然包裝材料
所謂天然包裝材料主要是指自然環境中自然生成的天然生物材料。目前應用較多的天然包裝材料包括竹子、木材、麻類、柳條、蘆葦等,這些包裝材料主要來源于自然環境中,能夠在受到自然環境中的水、光照等條件下分解掉。這種包裝材料不僅不會對生態環境造成污染,而且還會有效降低包裝材料的生產成本。
2 在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料的作用
綠色包裝的內涵主要是指保護生態環境、節約資源成本,從源頭上減少各類包裝材料產生的包裝廢棄物。在我國長久的發展過程中,在選擇物品包裝材料的過程中,大部分是取材于自然中,如:竹子、草木、蘆葦等。這些純天然的包裝材料不僅具有一定的天然美感,而且還具有保護生態環境,減少資源浪費的作用,順應了生態環境的發展規律。
2.1 包裝設計的市場需要
在現代人們綜合素質提升,對生態環境保護的意識不斷增強的背景下,現代消費者對綠色生態環保的包裝設計越來越重視。其中,通過相關數據了解:80%的美國人和70%的英國人等在購買物品的過程中會思考這個物品包裝的生態標準。在現代包裝設計中,應該充分尊重消費者的心理情況,盡量在包裝設計和制造中減少破壞生態環境的成分,這也是現代包裝中必須重視的一個問題。其中,造成這種現象的主要原因就是對生態環境的關注催生了新一代的綠色消費者,這些新的消費群體都會對物品將會對環境產生的影響進行思考。因此,在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料符合現代包裝設計的市場需要。
2.2 推動現代包裝設計創新
為了更好的在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料,便需要從原材料的選擇入手,充分利用現代科學技術,開發一些可降解、可食用、可重復使用的包裝材料。同時,在制作包裝材料的過程中,還應該堅持節約材料的原則,堅持在滿足包裝材料基本要求的基礎上,減少包裝材料的使用量,從而避免現代包裝材料造成浪費資源的現象。除此之外,在包裝制作的過程中,還需要注意包裝材料的輔助材料的有害性,盡量避免在包裝材料制作過程中添加一些如鉛、汞等有毒物質,最大限度降低包裝材料對生態環境的污染。
中國端午節吃的粽子,其使用的便是粽葉。這種粽葉主要生長在一些較高的山嶺中,根系發達,具有較強的生命力。這種植被不僅能夠起到保護生態植被的作用,而且又是一種取之不盡的自然材料,所以被稱之為山嶺的綠色銀行。這種粽葉無毒,而且不會對大自然造成污染。因此,在粽子的包裹過程中應用這種粽葉,不僅能夠減少對大自然的污染,而且不會對人體造成傷害。同時,這種粽葉生長速度快,成本低廉,是一種較好的無污染一次性食用包裝材料。還有一些人們,將這種粽葉作為餐桌上的食品包裝,既美觀,又環保節約,推動了現代包裝設計的創新。
2.3 資源和環境保護的需要
在現代商品的生產過程中,包裝是一種必不可少的組成成分,主要應用在各類商品的開發和制作中。物品包裝雖然能夠給人們帶來短暫的方便,但是也造成了大量資源浪費和環境污染的問題。
在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料能夠減少資源浪費,對環境起到保護的作用,其主要原因是綠色生態包裝材料具有回收和再利用的功能[4]。通過相關數據了解到,大部分人們在使用完物品包裝之后便選擇丟棄,從而導致食品包裝成為污染環境的垃圾。從這個問題能夠看出物品包裝材料的回收和再利用工作具有非常重要的作用。如果所使用的包裝材料全部是易降解和生態環保的,能夠被回收再利用,直接分解,就能夠將對生態環境造成的影響降到最低。例如,上圖是使用竹子為主要原材料的包裝物品。這些包裝物品在設計的過程中,從原材料的選擇方面開始都凸顯了生態綠色理念。竹子高大,生長速度較快,分布范圍較廣。因此,在現代包裝設計中,竹子作為包裝材料的一種類型,能夠被廣泛的應用。其中,在竹子的生產加工過程中,主要是根據竹子的特性進行加工制作,并不需要添加過多的輔助材料。同時,采用竹子制作的包裝,在結束使用壽命之后,放置于特定的環境中很容易被降解,并不會對生態環境造成較大的影響。一般情況下,包裝材料設計師在包裝設計的階段,便會結合竹子自身的本質特性,充分發揮其作為包裝材料的循環再利用的作用,從而達到一物多用的目的。
結語
綜上所述,在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料具有非常重要的作用。其不僅能夠倡導綠色生態觀念,提升現代人們的生活質量,保護人們的身體健康,而且能夠促進生態環境朝著可持續的方向發展。因此,在現代包裝設計中應用綠色生態包裝材料是值得大力宣傳和推廣的。
參考文獻
[1]石巖.原生態包裝在現代包裝設計中的開發與應用[J].包裝工程,2011(10):5-7.
[2]萬長林.儒家生態理念在現代包裝設計中的體現[J].設計藝術研究,2011(6):9-11.
記者:通常說到解決污染問題,人們想到最多的是工業污染,禁止工業污水傾倒等等,您提出來的解決污染問題卻是從生活污染角度出發的。您能給我們談談您提出這一方案的背景和出發點嗎?
李壯:曾經有文獻做過這樣的調查報道,“從1852年英國誕生第一座沖水公廁開始,水沖廁所逐漸在世界范圍內普及。水沖式廁所對改善人類的生活環境,防止糞源性疾病的流行起到了重要作用。但水沖式廁所也是污染環境的一個主要根源。據統計,每人每天大約上廁所6~8次,一年大約2500次。成年人每人每年平均產生糞尿約550l,其中糞便約50l尿約500l,COD約30kg糞尿中所含的養份以氮、磷、鉀為主。含氮4.5kg磷0.8kg鉀1.8kg這些養份80%以上存在于尿中水沖式廁所每次需用6-13自來水沖洗,即用99%的清潔水沖洗1%的糞便,產生100%的生活污水。據測算,沖廁用水約占生活用水量的20%全國城鎮人口每年沖廁用水不低于50億噸相當于25座中型城市的年供水量。生活污水中人體糞便是地表水富營養化的主要原因。據中國科學院地理與湖泊研究所的調查和研究認為:太湖流域各種途徑對太湖水體磷的貢獻率依次為:人體(糞便)排磷43 57%,洗衣排磷16.1%,畜禽排磷12.51%,農業(化肥流失)排磷11.89%,工業(污染)排磷7.41%,水產養殖排磷5.30%,其它排磷3.22%。在江河湖海中有70%的氮也來源于生活污水。”
根據2008年度的環境統計年報報道的數據,當年全國的廢水排放總量為571.7億噸,其中工業廢水排放量占廢水排放總量的42.3%,生活污水排放量占廢水排放總量的比例高達57.7%。全國廢水中化學需氧量排放量為1320.7萬噸,其中生活污水化學需氧量排放量占化學需氧量占排放總量的65.4%;全國廢水中氨氮排放量127.0萬噸,生活污水氨氮占到氨氮排放總量的76.6%。
據統計,當年全國共有1692座城市污水處理廠,全年共處理廢水237.3億噸。其中,生活污水202.9億噸,占到總處理水量的85.5%,其中僅城鎮生活污水處理率就達到57.4%。我國的遼河、海河、淮河、長江、黃河、松花江和珠江七大流域的污水治理設施的年運行費用在351.6億元,城市生活污水處理率為57.0%。
在國家的“十二五”環境保護規劃中,主要著力削減化學需氧量和氨氮排放量,規劃將化學需氧量排放總量由2010年的2551.7(萬噸)降低到2015年的2347.6(萬噸);氨氮排放總量由2010年的264.4(萬噸)降低到2015年的238(萬噸)。為了實現這一目標,國家還啟動了建國以來投資最大的水污染治理科技項目,總經費概算三百多億元的水體污染控制與治理科技重大專項(水專項)。
從以上數據我們可以得知,一方面,人類糞便處理造成了大量寶貴的水資源的浪費,污染了環境,人們不得不投入大量的資金建設污水收集與處理系統;另一方面,巨量化肥的使用不僅降低了土壤質量,而且進一步污染了地下水及河流。我們很早就意識到:如果能將糞便單獨收集、集中處理就可以變廢為寶,從源頭上解決糞便污染,大大降低生活污水中的化學需氧量和氨氮排放量。而且,從現有技術發展來講,具有實施的可能性。進一步延伸,還有可能同時解決餐廚垃圾對環境的污染。
但是,由于沖水馬桶在世界各個城市及富裕地區的普及,城市居民打開水龍頭就能得到自來水,如廁之后一按按鈕馬桶就會出水,將排泄物沖走;很少有人關心這些自來水是從哪里來的,以及那些排泄物進入下水道之后去了哪里。要改變人們的“方便”系統,非常困難。然而,來自互聯網的一則消息為解決“將糞便單獨收集、集中處理、變廢為寶,從源頭上解決糞便污染”,這一難題找到了突破口。
記者:您所講的突破口是什么?
李壯:2011年11月15日,云南省盈江縣委副書記在微博上發帖稱盈江地震災區盞西鎮中心寄宿制小學是一所山區小學,共有師生1000多人,全校卻只有男女各七個蹲位的小廁所。每到早操結束或課間休息時,廁所都非常擁擠,要排長長的“方便隊”。該小學一老師說,“……大部分學生都去這個廁所方便,課間休息15分鐘,一直都很擠,學生們需要排隊如廁。確實有個別學生靠每天少喝水來減少去排隊。”“老師們采取了調劑措施,學生上課后,老師講完課程或者抽空去上廁所……”該縣委副書記呼吁:“孩子們希望能有一個大廁所,希望有能力的人們能幫助解決這個難題!”
因為我的童年時代是在陜北度過的,曾經在農村城鎮的學校就讀,所以對微博上的這條消息感同身受。目前我國許多農村城鎮學校仍然以使用旱廁為主,衛生條件差,夏天蚊蛆四串,蒼蠅亂飛,臭氣熏天,即便如此,相當多的農村城鎮學校仍然由于蹲位少,存在如廁困難的問題。
我們本著因地制宜、就地取材的原則,提出了簡潔而有效地“零污染、零感染、零廢棄物排放,變廢為寶”解決方案。
盡管目前的方案比較實用,還可以解決沒有衛生間的家庭在室內大小便的問題。但還比較簡陋。然而,對于沒有水沖廁所,甚至旱廁也不夠的農村城鎮來說具有必要性和可行性。并可以在使用過程中進一步發現問題、解決問題,為全面推廣提供經驗教訓。成為“由農村包圍城市”,向全人類推廣“零污染、零感染、零廢棄物排放,變廢為寶”如廁方式的突破口。
記者:您是研究應用化學和電分析化學專業的,不僅是電分析國家重點實驗室的研究員.博士生導師,而且還曾在德國著名的Jena分子生物技術研究所分子細胞和電子顯微學實驗室擔任客座科學家。是什么力量促使您關注到“如廁”這一看似不起眼的問題的?
李壯:這些年來,我主要從事DNA與蛋白質相互作用、掃描探針顯微學及納米化學領域的研究工作,曾經提出了利用原子力顯微鏡制作基礎因組DNA高分辨物理圖的概念,改進和發展了DNA、單鏈DNA及DNA/限制性內切酶EcoRI在DNA質粒pBR 322上酶切點和星號活力高分辨物理圖,成功獲得了人類基因組130kb-190kb BAC DNA克隆分子展開形貌圖,為發展快速、精
確、簡便的用于解決大規模DNA測序中排序與組裝困難的高分辨物理圖提供了可能。近年又負責973項目“納米材料與納米技術在水污染物檢測與治理中的應用基礎研究“課題“基于納米材料與納米技術發展高效、快速、智能檢測表征系統的新原理、新方法”作為一名科學家,研究工作不能局限在書齋和實驗室,應該放眼到外界更廣闊的天地里。
我們從事科學研究目的是為人類提供更好的生活、生存環境,解決國家、人民切身相關的實際問題。我童年時期在陜北的生活經歷給我留下了非常深刻的印象,所以我了解農村城鎮學校、家庭如廁難這一實際問題。有人曾經說過,人不吃飯可以堅持生存一個月,不喝水能夠維持生存一個星期。但是,人不大小便能夠堅持多長時間?如廁問題看上去簡單,實際上是人類最基本、最重要的生命活動內容之一。目前水沖廁所雖然方便,但后果是浪費了資源,污染了環境。人們不得不花大力氣治理。
記者:您能給我們具體介紹一下您所研究的解決污染源頭.改善如廁環境的方案以及這一方案的特點嗎?
李壯:要在農村城鎮學校推廣必須考慮經濟性和實用性,我所提的方案特點是“零污染、零感染、零廢棄物排放變廢為寶”,而且簡便易行。
具體到方案本身,因為關系到如廁問題,其實本方案可以按照大便和小便的步驟來區別劃分。1.小便:步驟:A.將飲料瓶用剪刀剪成塑料杯作為支撐物。B.將一次性不透明可降解塑料袋放入塑料杯,可降解塑料袋袋口粘有封口膠帶或扎口絲。C.將小便便入可降解塑料袋后,用粘在袋口的封口膠帶或扎口絲將裝有尿液的塑料袋密封。D.將密封的裝有尿液的塑料袋從支撐的塑料杯中取出,放到指定的地方集中處理。E.將支撐的塑料杯歸還或放到指定位置以便重復使用。如果希望能夠進一步降低費用,用口徑較大的帶蓋的飲料瓶也可以。小便后,將瓶中尿液倒入指定的尿液收集桶,空瓶蓋蓋后可重復使用。(當然,為了避免交叉感染,最好每個人用自己的尿瓶)。而且經過適當的練習這一方法也可適用于女性。
2.大便:步驟:A.將塑料便盆(淘寶價格5元/個)作為支撐物。B.將一次性不透明可降解塑料袋放入塑料便盆,可降解塑料袋袋口粘有封口膠帶或扎口絲。C.將大便便入可降解塑料袋后,用粘在袋口的封口膠帶或扎口絲將裝有大便及手紙的塑料袋密封。D.將密封的裝有大便及手紙的塑料袋從支撐的塑料便盆中取出,放到指定的地方集中處理。E.將塑料便盆歸還或放到指定位置以便重復使用。
3.使用場所:本方案無需構建特殊建筑,只要能將男女分開,各自擁有隱秘空間即可。甚至下課后可以在教室或禮堂用布或不透明塑料布拉成隔離空間,分別供男女當廁所用,大小便后將密封在塑料袋中的大小便放到指定的地方,將布或不透明塑料布撤離之后,教室或禮堂即又可正常使用。此外還可采用更簡單的辦法:下課后將教室分為男教室和女教室,在規定的時間內分別用作男廁所和女廁所,規定的時間結束后恢復原教室。其實在任何地方拉個簾子形成隱秘空間,都可以方便,將簾子撤掉又可還原原來空間,但是如果有條件還是建議建造專門使用地方。
4.集中處理:A.在大小便的場所或指定其他地方放至少帶有兩個容器的車(或手推車)用于分別收集小便和大便,容器中放大的較結實的塑料袋,當快收集滿時,將袋口密封進一步保證沒有臭氣泄露。B.將密封的塑料袋中的大小便運到指定的地方堆肥還田,或制造有機化肥,制造沼氣或制備生物燃料。小便還可以賣給生物公司提取尿激酶等。
由于本方案采取將大小便密封在一次性不透明可降解塑料袋中,解決了臭味問題,也解決了蚊蛆蒼蠅寄生蟲及交叉感染問題。但要求教育使用者必須習慣將塑料袋口封閉,嚴格管理。
原則上本方案可用于解決任何多人同時如廁、可以解決沒有衛生間的家庭在室內大小便的問題。由此擴展,原則上本方案可以解決人類的如廁問題。當然,在技術和加工制造及管理方面需要根據實際情況相應地改進和發展。要全面推廣,必須進一步研究和發展完善更方便的全自動技術。
記者:您認為您的研究方案還有哪些需要改進和注意的地方?
【關鍵字】生物降解;高分子;材料
隨著經濟的不斷發展,人們生活水平的不斷提高,大量的高分子材料在各個領域發揮重要作用,而廢棄的高分子材料對環境的污染也日益嚴重。廢棄塑料的處理方法主要分為掩埋和焚燒,這兩種方法都會產生新的污染物污染環境。針對這一問題,許多國家實行了3R工程,3R指的是減少使用(Reduction)、重復使用(Reuse)、循環回收(Recycle)。但這只是減少了廢棄塑料的使用,沒有從根本上解決問題。如今,各種存在的處理廢棄塑料的方法都會造成污染,因此研究與開發環境可接受的降解性高分子材料是解決環境污染的重要方法。
1生物可降解高分子材料的用途
生物可降解高分子材料也被稱為“綠色生態高分子材料”,它在環境日益污染的今天發揮著重要的作用,主要分為以下幾個部分。
1.1解決環境污染問題
利用生物可降解高分子的生物可降解性有效解決環境污染問題。據統計,目前世界的高分子材料的產量已經超過1.2億噸,這些高分子材料在被使用后產生了大量廢棄物,這些廢棄物變成污染源,造成地下水與土壤的嚴重污染,進一步危害動植物的生長,對人類更是極其不利。20世紀90年代初期,在可以用來處理固體廢物垃圾填埋的場地用完以后,一些發達國家開始向落后國家出口垃圾,這一行為對發展中國家的影響是巨大的。一系列環境危機引發了人類的覺醒,發展可降解的環境友好型的材料成了科學家們的主要研究的方向,生物可降解高分子材料的出現為人類解決了這一難題,它能在一定條件下,利用微生物分泌酶的作用進行分解,大大減少了對環境的污染。
1.2生物可降解高分子在醫療器材中的使用
利用生物可降解高分子的特性可以制作生物醫用材料。使用可降解高分子制作成的藥物可以在人體內分解,參與人體的新陳代謝。在生物可降解分子研究的初期,研究內容主要集中于部分降解的可崩潰型高分子材料的研究,但現在這一研究已經逐漸被否定。目前許多國家仍然在不斷研究與發展生物可降解性的高分子材料,然而由于技術水平與成本的制約,生物可降解高分子的研究還沒有達到令人滿意的程度。
1.3生物可降解高分子材料在包裝行業中的應用
眾所周知,包裝行業中使用高分子材料的情況非常多,大量的廢棄包裝材料對環境的污染程度是可想而知的。目前市面上各種包裝材料主要以聚乳酸為首。聚乳酸具有良好的隔水性和透明性。作為基本材料的乳酸是人體可接受的固有物質之一,這使得聚乳酸對人體無毒無害,被廣大消費者接受。而傳統的包裝材料由合成樹脂構成,由于傳統樹脂的分解性不強,廢棄的包裝材料造成了40%的城市垃圾,成為最主要的環境污染源。
2生物可降解高分子的降解機理
生物降解指微生物的分解作用,在高分子領域指的是高分子材料在溶劑化,簡單水解和酶反應等條件下,轉化為相對簡單的中間產物或小分子的過程。高分子材料的生物降解主要由水合作用,強度損失,物質整體化喪失和質量損失4個階段組成。水合作用是指由范德華力氫鍵所維系的二次、三次結構的破裂而引發的水合作用。接下來在化學作用或酶的催化作用下,高分子主鏈可能破裂,造成高分子材料的強度降低。而高分子主鏈、交聯劑、外懸基團的開裂會進一步造成交聯高分子材料強度的降低,高分子鏈進一步斷裂。高分子鏈的不斷斷裂造成質量損失和相對分子質量的降低,相對分子質量低到一定程度后就會被酶分解代謝稱為水和二氧化碳等。由此可見,生物的降解過程并非是單一的化學反應,而是復雜的生物物理,生物化學的協同作用,是物理化學生物相互影響促進的過程。
3影響生物可降解高分子降解性的因素
3.1生物高分子的分子主鏈的影響
四大通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯都具有C―C鍵為主鍵的結構,使得它們對微生物的阻抗性很高,而根據研究表明,當聚合物的主鏈上含有C-O,C-N鍵時,聚合物對生物降解的敏感性大大提高。因此,根據共聚原理,想要制備出生物降解塑料就必須要在聚合物中引入易于生物降解的化學鍵。
3.2支化與分子量對生物高分子降解的影響
國外研究表明,對分子量范圍為170~620的線性與支鏈型碳氫聚合物的生物降解性進行分析比較,結果表明支鏈型聚合物的真菌生長速度與線性聚合物相比明顯小得多,也就是說線性的碳氫聚合物更易于降解。同時分子量的大小對高分子材料的影響也是巨大的,例如PS、PE、聚丁二烯和聚異丁烯只有在分子量小于特定值后才能夠被菌種所分解。
3.3降解環境對生物高分子降解的影響
雖然材料結構是決定生物大分子降解的主要因素,但是環境對生物大分子材料的降解也有一定的影響作用。降解環境主要指降解過程中的水,溫度,酸堿度和氧濃度等。水是微生物生長與代謝的基本條件,只有水的供應量足夠,微生物才可以進行分解材料。而溫度對微生物也有影響,每一種微生物都有適合其生長的最佳溫度與酸堿度,一般來說真菌生長在酸性條件下,而細菌在堿性條件下的生長更加迅速,想要提高降解效率,就必須要保證微生物的正常生長,為微生物提供合適的溫度,酸堿度等生長環境。
4生物可降解高分子的前景展望
由于我國生物高分子技術的研究并不成熟,國內的生物可降解高分子的開發與應用還存在一些問題。比如:產品價格過高,產品的性能和用途受到限制,產品生產技術不夠成熟等。盡管高分子市場存在許多不足,隨著人們環保意識的增強和我國環保法規的不斷完善,生物可降解高分子的市場仍在迅速增長。塑料薄膜、包裝材料、醫用材料等領域生物可降解高分子材料的研究將會得到更好的發展。目前針對如何解決市場出現的問題,研究者正在不斷努力,降低開發生產成本,對現有的可降解高分子進行性能改進,以獲取更高質量的高分子材料。研究開發低成本,高性能,具有降解時控性,高效性和徹底性的生物高分子材料成為高分子領域的主要研究方向。
【參考文獻】
[1]王身國.生物降解高分子――一類重要的生物材料 1.脂肪族聚酯的本體改性[J].高分子通報,2011,(10):1-14.
關鍵詞:淀粉降解農膜力學性能
我國是一個農業大國,塑料地膜的消費量居世界第一位。由于農用地膜能有效控制土壤溫度和濕度、防止雜草生長、減少水分和營養物流失,從而為作物生長創造有利的生態環境,使農作物的產量提高20~50,極大地促進了農業的發展,創造巨大的經濟和社會效益。地膜覆蓋技術在給農業增產增收帶來巨大經濟效益的同時,也給土地嚴重污染。傳統的農用地膜的主要成分是聚乙烯、聚氯乙烯等合成高分子材料,廢棄的農用地膜降解極為困難,越積越多的塑料碎片在土壤中形成阻隔層,降低土壤的透氣性,劣化土壤,造成嚴重的白色污染。淀粉是一種可再生和可完全生物降解的高分子聚合物,在地球上儲量豐富。將淀粉進行疏水改性后,與合成高分子材料直接共混生產出部分降解的塑料原料。
本研究采用改性淀粉與低密度聚乙烯共混直接擠出吹塑成膜,工藝簡單,成本低,同時農用地膜的力學性能和降解性滿足使用要求。
1.實驗部分
1.1材料
低密度聚乙烯(LDPE),廣東茂名石化乙烯工業公司;
可降解淀粉母料:市場購買。
1.2儀器與設備
SJ-65-1500型吹膜機及其控制箱,空氣壓縮機,福建省泉州市新泰機械有限公司。
ZL-300A擺錘式抗張力實驗機,長春市實驗機廠
厚度測試議,長春市實驗機廠
UV-2100型分光光度計,上海尤尼柯儀器有限公司;
1.3實驗方法
將保存在干燥、通風處的可降解母料和PE按純PE、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60的比例稱取充分混合,經過SJ-45-600型擠出吹塑設備,設定成型溫度依次為170℃、160℃、150℃、140℃、130℃,主機轉速為160r/min、控制吹脹比和牽伸比,制備厚度在0.2-0.3mm的乳白色薄膜。
薄膜抗張強度和斷裂伸長率采用ZL-300A擺錘式抗張力實驗機測試。薄膜的透光率UV-2100型分光光度計測定;降解性實驗通過掃描電鏡觀察微生物在薄膜上的生長情況和半年農膜的失重率。
2.結果與討論
2.1力學性能分析
按照實驗步驟將所準備的膜在測試儀上測定,并根據國家檢驗標準,分橫向和縱向分別進行測量。結果如下圖所示。
從圖1從可以看出:所有不同加量的淀粉-PE膜的抗張拉力(橫向)都大于1.80N,比中華人民共和國GB13022號檢驗標準(≥1.60N)還要好。淀粉-PE膜的橫向抗張強度基本上都在4.500-6.500Mpa之間,當淀粉含量為25時表現出最大值,達到6.823Mpa;最小值出現在淀粉含量為50時,也達到了4.547Mpa。所以可知,當淀粉含量從0-55變化時,所吹制的膜具有較好的抗張強度(橫向),而且變化也比較均勻,基本上保持在一條水平線上,與純PE膜基本一致。
通過表3及圖2可以看出當淀粉含量從0-55變化時,單從抗張拉力(縱向)來看,其值也都在國家標準規定范圍之內(GB13022)。抗張強度的變化幅度的6.500-13.000Mpa不等。其中最大值達到了12.916Mpa(淀粉含量為20時),最小值也能達到6.612Mpa(淀粉含量為30時)。可以看出,所吹制的膜的縱向的抗張強度也表現良好,但是相比橫向而言,它的變化幅度較大,不是很均勻。總體上來看,仍然和純PE膜的表現基本一致。
2.2透光率的測量
按照實驗方法將所制的膜在UV-2100型分光光度計上進行測量,測得的結果如下所示:
本實驗采用UV-2100型分光光度計測定薄膜的透光率,由于每次取樣的厚度不可能都一樣,而且,薄膜的厚度是影響其透光率的因素之一。所以本實驗先將各樣測其厚度和透光率,再以5的淀粉含量的淀粉-PE膜為標準,其它的以此進行換算后得到。
圖3可以清楚地看出:當淀粉含量從0-55變化時,淀粉-PE膜的透光率逐漸降低。當淀粉含量為5時,透光率達到96,和純PE膜的透光率基本一致。然而當淀粉含量為55時,透光率只有9.96,其透光效果已經很不好,這與淀粉的性質是有關的。
2.3淀粉薄膜的降解性能測試
農用淀粉薄膜樣品經過半年的野外自然降解實驗,樣品薄膜取出清洗干凈并烘干到兩次稱量沒有重量的減少,測量降解后的重量并計算失重率,測定樣品降解前后的力學性能和微觀形貌。由圖4及圖5對比可知,降解前共混薄膜中淀粉顆粒清晰,經過半年的使用,淀粉顆粒與聚乙烯界面變得模糊,薄膜的表面生長了許多細菌和霉菌。經過半年的野外降解實驗,失重率測試結果如圖6所示。由圖可知,未添加淀粉母料的聚乙烯的薄膜不降解,在低含量淀粉母料的降解性也較差,隨淀粉母料含量的增加,共混物膜的降解性明顯增加。
3.結論
通過實驗,當淀粉含量從0-55變化時,均能吹出外觀上較光滑呈乳白色的膜。當淀粉含量在25-30時,各種性能基本能和純PE膜的性能一致,能夠用作農用地膜用。隨淀粉含量的增加,薄膜的力學性能有所降低。當可降解淀粉-PE膜中淀粉含量超過55時,膜的橫向的抗張強度已經很差。掃描電鏡分析表明淀粉薄膜整體易于受到微生物的侵襲,能在規定的時間降解。
參考文獻
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[2]vanSoest,JeroenJ.G.;Vliegenthart,JohannesF.G.,Crystallinityinstarchplastics:consequencesformaterialproperties,TrendsinBiotechnology,1997,15(6):208-213
[3]吳春華,安鑫南,劉應隆.可生物降解的耐水性塑料薄膜的研制,南京林業大學學報,20__,26(2):49~51
關鍵詞: 農村;環境惡化;原因;對策
近年來,隨著工農業生產的發展,一些鄉鎮企業的興起、亂用農藥等,使農村生態環境惡化日趨嚴重。
1造成生態環境破壞的主要人為因素
1.1鄉鎮企業污染蔓延,資源浪費驚人
為了搞活農村經濟,提高人民的經濟收入,脫貧致富,各地不顧環境和經濟效益,盲目地辦起各式各樣的企業,由于這些企業工藝陳舊、設備簡陋、技術落后、耗能高、排放的污水不能處理,這樣導致有些地方僅有的水源遭受嚴重的污染,發生人畜、農業用水危機,農業產量連年下降,影響人民的正常生活。
1.2農藥對農村生態環境的影響
綜合治理措施不齊全,各種病蟲害連年發生,給農業生產造成嚴重的損失。為了保收,施用農藥是當前防治的主要措施,但是由于不科學地施用農藥,致使農產品受到嚴重的污染,食用后,引起許多疾病的發生。同時,過量的施用農藥,也造成環境污染。
1.3耕地面積減少
土地是財富之母,但由于大辦廠礦企業和農村打莊占地,使僅有的耕地面積不斷縮小,單位耕地上承載的人口不斷增加,土地和人口之間的矛盾不斷加劇。
1.4土壤肥力下降
造成土壤肥力下降的原因包括水土流失、粗放耕作、農田污染、有機質不能還田、不正確的土壤耕作等。從農業生態系統的物質循環的角度來看,農業系統產出的產品輸送到各地消費加工,土壤的營養元素以產量的形式輸送到農業系統之外,另一方面由于農村“三料”不足,大部分秸稈作為燃料燒掉,從而使得秸稈不能還田,土壤有機質嚴重缺乏。由于對土地進行掠奪經營,有機循環中斷,地力下降,只得靠人造肥料補充。但是由于投入有限,導致農業生產后勁不足,生產水平下降,缺肥是農業生態系統的突出問題。
1.5廢棄的塑料制品污染嚴重
塑料工業給人們帶來巨大的方便和好處,但大量廢棄的塑料制品在自然界極難降解,造成白色污染日益嚴重。目前廢棄塑料的回收利用率很低,又造成資源的巨大浪費。
1.6施肥方法不合理、不科學
由于不科學的使用化肥,導致施肥量雖然增加,而產量卻不增加,甚至出現減產的現象,降低了土地的生產力,同時造成肥料嚴重浪費。
2保護農村生態環境的政策
2.1控制污染源
對于污染農業用水的污染源,要進行嚴格控制。提高廠礦企業的生產技術,改變工藝流程提高效益,減少污染物的排放,對污液采用一定技術處理。對于經濟效益不高,大面積造成污染農業,應采取措施停辦。總之,要采取各方面措施,保證農業用水安全。
2.2推行有利于環鏡保護的能源政策,解決燃料問題
我省大部分地區“三料”不足,直接影響農業的發展和人民的生活水平。要解決這一問題,就要制定可行的能源政策,把當前和長遠目標結合起來,統籌安排。推廣節柴灶,發展生態農業,開發生物能源。要種植適應當地環境的樹木,解決能源問題,改善生態環境,促進農業生態良性循環,實現秸稈還田,提高土壤肥力。
2.3保持水土,科學施肥
在制定水土保持工程措施時,要把近期的和長遠的利益兼顧起來,從長計議。改善農業生產單一結構,實現秸稈還田,改善耕作制度,用養結合,科學施肥,使農田生態系統所需的物質和能量從多渠道得到補充,提高農田生產力。要大力推廣普及配方施肥技術,根據農作物的需肥規律和土壤測試結果及肥料的特性、有效利用率等進行施肥,作物缺什么營養就施什么肥,缺多少就施多少,提高肥料的有效利用率,降低施肥成本,提高作物產量。同時,還可以有效地調整土壤中氮、磷、鉀和中量、微量元素的比例,改善土壤質地,使種地和養地有機結合。針對我國各地的土壤狀況,目前大多數地區應采用加氮、加鉀、穩磷、補微的施肥原則,使作物得到科學、合理的養分供應,最大限度地發揮肥效,提高農業生產效益。
2.4興辦農業技術教育
舉辦農業技術教育,提高農民技能水平,把先進的科學技術送到千家萬戶,減輕由于技術運用不當造成的污染。
2.5加強立法,強化教育
建立較全的法律法令,用法律來保護生態環境,進行環境保護教育,使人人懂得保護環境的重要性。
1基于生命周期設計的工業設計教學與實踐
(1)家具設計課堂中綠色工藝的選擇和設計訓練。采用綠色工藝是實現綠色產品生產制造的一個重要環節。綠色工藝又稱清潔工藝,是一種既能提高經濟效益,又能減少環境影響的工藝技術。綠色工藝的實現途徑主要有:1)改變原材料的投入方式,對其就地利用,再利用有實用價值的副產品和回收產品,在工藝過程中循環利用各種材料。2)改變生產工藝或制造技術,改善工藝控制,改造原有設備,將原材料消耗量、廢物產生量、能源消耗、健康與安全風險以及對生態的損害減少到最低程度。3)盡量使用自然環境,對空氣、土壤、水體和廢物排放進行相應的環境評價,根據環境負荷的相對尺度,確定其對生物多樣性、人體健康和自然資源的影響。(2)在工業設計教學中敦促學生采取綠色包裝設計。綠色包裝,即符合環保要求的包裝,它要求商品包裝無害平衡,無害于人類健康。在工業設計教學中教師要引導學生提高對環保包裝材料的認識,盡可能拓展環保包裝的應用范圍。例如,圖2中的產品便是用可降解塑料做成的一個環保包裝設計,底部出口可以減少洗發水或沐浴露等在包裝空腔里的殘留,減少浪費,并且本包裝本身可降解、可掛在墻上,增加使用的方便性。(3)在工業設計教育中,增加對綠色產品回收處理設計產品案例的學習。在綠色產品設計中,當評價某一重復回用方案時,原材料和能源的利用、環境負荷、安全性、可靠性及費用是重要的因素,它們的關系式:回用社會效益=日用物資價值+降低的總處置費-收集和加工費。如圖3中土豆雨衣就是利用可回收材料的生命設計案例,工業設計課堂中可增加這類案例的分析學習,增加學生們對可回收材料的認知。土豆是餐桌上常見的食物,不過除了食用您想過它還可以變成衣物穿著嗎?這款特殊的雨衣所采用的原材料就是土豆,它是將土豆中的淀粉提取加工后,合成一種有機塑料制成的。土豆雨衣可以完全降解、無毒無害,廢舊破損后直接拋棄即可,不必擔心污染環境,十分便捷。(3)培養學生低能耗設計的習慣。產品在使用過程中會消耗資源并給環境帶來負擔。所以,在產品設計階段就應對產品使用造成的能源消耗和環境污染問題給予足夠的重視。例如,學生運用太陽能和LED技術設計的產品,把窗戶外側用太陽能板,白天窗戶角度隨著陽光角度接收太陽能,晚上太陽能轉化的電能點亮LED燈。整個產品使用過程能源浪費達到最低。除上述幾個方面之外,在工業設計教學時,還應涉及工業設計相關的方面,如教會學生關心材料、產品儲存及運輸過程的能源消耗和環境污染。通過減少材料消耗,減輕產品的重量和體積等方法達到這個目的。
2結論
工業設計教育直接關系工業設計的未來,工業設計未來又關系人類社會的未來。所以,在工業設計教育中植入生命周期設計思想是很有必要的,只有在教育中充分普及和重視綠色設計、生命周期設計教育,才能保證未來有更多的設計師真正加入到綠色設計行列當中,只有在工業設計教育中更多地關注生命周期設計教育,才能使環保思想和生命周期設計理念滲透到社會各行各業,引起社會的更多共鳴,從而引發環保社會的共建,把人類帶入到健康的發展軌道上去。
作者:郭曉燕 曹玉華 單位:華南農業大學
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2010年,物流業的振興帶動了托盤制造業的發展,據保守分析,我國各托盤制造商在2010年的產量、產值都保持在5%以上的增長。尤其是塑料托盤,由于符合環保、循環再生、綜合利用的低碳要求,受到更多客戶的青睞。
這一年中,托盤制造企業更注重新技術、新材料的研發和利用,除在塑料托盤中加入金屬構件外,還對原材料的性能進行改進,如在塑料抗老化、耐酸、耐堿、提高抗沖擊等方面加大投入,開展RFID在托盤中應用的研發實驗,以提高托盤的利用價值和附加價值。
2010年,我國誕生了一家真正意義上的托盤租賃公司,實現了由單一出售托盤,轉為系列化的托盤物流服務。
2010年在廣東召開的托盤國際會議上,展示了許多新型托盤,其中托盤原料正向節能降耗的高新復合型新材料發展,例如-環保型刨花模壓托盤、秸桿托盤、免熏蒸托盤等,預示了托盤行業的取材將豐富多彩,是托盤發展的方向之一。
托盤業面臨的問題依然突出
2011年,隨著塑料行業的發展,社會及企業都面臨著環保問題,綠色塑料的概念被眾多企業所接受,可再生塑料及可降解/生物降解塑料將得到更廣泛的應用,塑料托盤的原料也決不限于PE/PP,在原料上將會有一個“革命”,誰先掌握這門技術,誰就能占領市場先機。
2011年及以后若干年,托盤業有幾個亟待解決的問題,
1、提升托盤的技術含量。
目前,我國托盤的技術含量仍然偏低。從國外的產品來看,多采用新工藝、新技術、新材料,其發泡技術、空氣輔助裝置,使托盤生產材料消耗低、重量輕、強度高、整體性能好;國外塑料托盤制造企業使用托盤專用料,在原料配方上進行改進,在塑料托盤上廣泛使用標準的RFID技術。
2、托盤企業要樹立服務意識。
托盤是貫穿整個物流鏈條的基礎環節,合理的使用才能最大限度地發揮托盤的作用,不合理的使用反而會影響物流鏈條的順暢流動。絕大多數托盤企業只是將產品銷售出去,至于采購企業如何使用就不再管了。而在國外,成功的托盤制造企業都是將后續服務加入產品中,企業采購托盤后會得到托盤制造企業的使用指導,甚至是幫助使用企業設計合理的托盤使用流程。這樣,托盤制造企業能夠更多地了解市場需求,和使用企業建立良好的長期合作關系,為自己的生產銷售打下堅實的基礎。這對生產和使用企業是雙贏模式。
3、托盤企業應樹立品牌意識。
托盤制造企業生產規模普遍較小,據統計,國內產值超過千萬元的托盤制造企業不超過20家,并且很少形成自己的品牌。因此,托盤制造企業要樹立和打造自己的品牌,中小型托盤制造企業應盡快發展壯大。
4、發展托盤租賃和托盤共用體系,實現托盤作業一貫化,但托盤共用系統要依靠規模效益。
5、推行托盤標準化生產與使用。
目前我國擁有大小托盤制造企業300多家,但托盤的標準化體系還有待完善。許多企業都是根據用戶需要,自行設計制造,市場上托盤規格多達幾十種,將極大影響物流業的快速發展。
關鍵詞:一次性快餐盒;莆田學院學生;白色污染
1.前言
現如今一次性用具風靡全球,因此正確的認識一次性用具的優缺點十分必要。作為一名大學生,擁有健康的體魄是將來走上工作崗位的必要前提,更應該注意健康的飲食習慣,保持健康的生活狀態,一次性用具中一次性快餐盒與我校學生聯系最為密切。一次性餐盒分為一次性PS發泡餐盒、一次性可降解塑料餐具、紙板涂膜型餐具、紙漿模塑餐具、植物(秸稈)纖維型餐具和淀粉型餐盒。
1.1一次性PS發泡餐盒,其性能好、價格低,可以說是便宜的離譜,是目前一次性餐盒的主力軍。因所形成的“白色污染”,中國國家經貿委的6號禁白令中宣布不能生產、銷售、使用聚苯乙烯發泡塑料餐盒。[1]但是事實上確實是禁而不止,甚至有些一次性發泡餐盒畫上其他環保餐盒的幌子的“有毒餐盒”,光明正大地銷售。并且不僅在質量上無處考證,在生產地上更無處查證,這個也給執法人員執法帶來了困難。
1.2一次性可降解塑料餐具主要由光和生物降解聚丙烯型兩種,但是有不少的不法分子為了與一次性發泡餐盒競爭市場以及降低成本,添加聚丙烯型和CaCO3、滑石粉、工業石蠟等。然而這些添加劑與食物中成分能夠相互作用反應,可能會引起消化道、呼吸道和肝臟的一些不良反應,特別是重金屬物質,這類物質會導致使用者重金屬中,對人體的生長發育都有不良影響。[2]
1.3紙質餐盒紙質快餐盒不僅安全衛生,耐水耐油,且在生產和使用過程中對人體無毒害作用,而且廢使用后可自然降解,其對環境污染危害小。因此,紙質快餐盒可謂是取代塑料快餐盒的及佳的選擇,但是由于其造價成本高,生產技術善未成熟,同時在消費市場上受到一次性PS發泡餐盒的沖擊,推廣效果大打折扣,在銷售數量上并不理想。
2.調查對象與方法
調查對象為莆田學院北區學生為例,進行隨機抽樣調查。本次調查主要采取問卷調查的形式,對調查結果采用統計分析描述方法。此次共發放問卷300份,回收有效問卷253份,回收率為84.3%,其中男生共有99人,女生有154人。
3.調查結果及分析
在253名被調查的在校本科學生中,使用一次發泡餐盒的有140人,塑料餐盒142人,紙質餐盒119人,可降解的淀粉型餐盒33人。在有效問卷253份中,有130人認為一次性餐具不衛生,156人認為長期使用一次性餐盒對人體危害嚴重,認為使用一次性餐盒會造成浪費的人數達202人,210人認為使用一次性餐盒對環境危害嚴重,但是,僅有14人從不使用一次性餐盒,126人會因方便而使用一次性餐盒,僅18人對于一次性餐具的來源非常了解,對于一次性餐具的原料了解較淺或是不了解共達215人。
宿舍在管院社區內的同學使用一次性餐盒的比例明顯高于醫學院社區,說明學生所住的環境對于一次性餐具的使用有較大的影響。由于管理學院宿舍樓下的有許多流動攤點,提供有各種飯菜,購買方便,但是并沒有可供吃飯的地方,只能打包,造成在管理學院社區內的同學使用一次性餐盒使用比例大大超過醫學院社區(如下表):
由表1:可得P
4.措施
4.1從法律法規方面,加大立法力度,提高執行和監督能力,據調查顯示,有214名被調查者認為相關部門有必要對一次性餐盒的生產和銷售環節進行規范化管理和有效控制。在那些無證企業加強對其的懲罰力度和強度,所生產的產品進行科學合理地銷毀和再利用。同時增強對獲證企業的檢查精準度,避免某些企業已獲得了生產許可證后卻生產不合格的產品。成立地域性行業協會,利于行業內的相互交流和溝通,提高產品質量,拓寬銷售路線,加大透明度,教進貨商和消費者如何辨認產品的真偽;相關部門應隨機性、不定性地對其抽樣調查和及時進行合理真實地公布各企業產品質量信息,使消費者能了解到自己所用餐具的質量情況,保障自身權益不受侵害[3];國家可通過增加對有生產許可證的企業進行經濟上及技術上的扶持,使這些有證企業能更好的發展。
4.2從社會方面,首先,合理化地環境保護宣傳,加強公民的道德教育,合理引導公民的環境保護意識,重視公民綠色消費的觀念,強調如何使一次性餐盒更綠色化,營造合理科學的消費觀念[4]。其次,積極開展以綠色為主題的各種公共活動,可幫助樹立企業及產品綠色形象,企業領導當率先學習“綠色知識”,并以可持續的發展觀不斷提高自身的綠色意識,并設定綠色經營發展戰略,走可持續發展的綠色道路,不斷生產出新型的綠色產品[4]。最后,加大力度培養創新型人才,加強其綠色生活觀念,促進其設計生產出更多的新型綠色產品,減少環境污染與資源浪費的現象。
4.3從學校方面,首先,增加放置個人碗筷的柜子,在調查過程中有不少同學反應其實很想自帶餐具,但是由于食堂沒有可放置餐具的地方,每次要帶餐具上下課著實麻煩,有的自帶了一小段時間之后也就沒有繼續堅持自備餐具了,受調查者中有90名同學表示若食堂放置個人碗筷的柜子將會減少一次性餐盒的使用,更有81人愿意呼吁大家使用個人飯盒,所以,在食堂增設放置碗筷的柜子可以在一定程度上減少一次性快餐具的使用量。其次,學校可加大力度宣傳一次性餐具使用的危害,許多人在一次性餐具的認識上就存在許多的誤區,并且對于使用一次性餐具帶來的危害不重視,覺得大家都在用就無所謂了,導致使用一次性餐盒的現象愈演愈烈。可圍繞如何加強大學生的對一次性餐盒的認識為基礎,充分運用各種渠道和方法,完善宣傳制度,強化典型帶動,開展相關的活動,讓學生認識到合理使用一次性餐盒的重要性,進一步減少使用一次性餐盒的數量,提高大學生對自身健康觀念和環境保護意識。最后,還可以通過提高食堂伙食質量及種類,吸引學生去食堂就餐,減少外出打包的現象。由于食堂的飯菜較單一,特別是現煮類的窗口甚少,導致一大部分的同學不愿意在食堂就餐,寧愿冒著打包被自律會抓到的風險去學校外面打包飯菜回宿舍吃,導致了一次性餐盒使用量的增加,如果在這方面進行改善,那么可以大大減少我校學生一次性餐盒的使用數量。(作者單位:莆田學院臨床醫學院)
參考文獻:
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