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中图分类号：TQ464 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0210-02
由于传统塑料材料的机械强度与韧性优良，传统塑料材料被广泛应用于包装材料，但是对石油基材料的过度使用，导致一次性消耗的自然资源过多，这使环境恶化。处理石油基包装材料的主要方法――填埋、焚烧造成了对居民的困扰。随着人们环保意识的不断加强，可降解材料应运而生，针对资源短缺、环境污染的问题，可降解材料的特点是原料绿色无污染，降解之后的产物对环境影响污染较小，甚至无污染。
1 可降解材料的概述
可降解材料是在生产过程中加入添加剂，使其本身在一定时间内能维持普通塑料的正常功能，超过一定时间或被废弃后，在光或微生物或其他因素的作用下，进行自身降解而后消失的材料。可降解材料可以减少一次性的难降解塑料在焚烧时对环境造成的危害，缓解填埋一次性难降解材料造成的人地矛盾。可降解材料从降解方式进行分类，可以分为光降解材料、生物降解材料以及其他降解材料。
1.1 光降解材料
光降解材料是一类添加光敏剂或引入特殊键的光敏基团，在太阳光的参与下，自身能进行对自身结构进行破坏的材料。
一类光降解材料的作用原理是聚合物在吸收太阳光后，光增敏基团被激活，使聚合物产生有双键等易于被降解的杂质，进一步发生氧化反应，最后降解为二氧化碳和水。例如：将一氧化碳为光敏单体与烯烃类单体聚合得到的如含有羰基结构的聚乙烯、聚氯乙烯等的光降解聚合物与同类树脂混合，可得到一种光降解材料；另一类光降解材料的原理是聚合物在生产时加入少量光敏剂，光敏剂在光照的条件下，促使聚合物产生自由基，加快自身的降解速率。光敏剂具有在光降解材料使用期内抗氧化的作用且能帮助维持光降解材料的正常使用，但在光降解材料使用期过后，又能促进其吸收光能进行自我分解的双重作用。含有光敏剂的光降解材料可分为含有过度的金属化合物如金属氧化物、有机金属化合物等的光降解材料和含有如蒽醌、嵌二萘等具有敏化烯烃塑料的多环芳香族碳氢化合物的光降解材料。
影响光降解的因素有聚合物结构（如含有羰基等）、光敏剂的添加、光波长、大气条件。光降解材料的缺陷有：第一，光降解的引发剂大多是对人体有害，因此不能应用于食品级，医疗级塑料；第二，大部分光降解材料不能被完全降解，这可能使其对环境的危害更大，第三，光降解材料应用范围较狭窄（地域狭窄），但可大面积应用于农田。
1.2 生物降解材料
由于光降解材料的局限，以及广泛的生物来源，目前的研究热点更多地放在生物降解材料上，相对于光降解材料，生物降解材料的原料来源更加绿色，降解的产物对环境的污染性也更加小。生物可降解材料是一类在酶或微生物的作用下，使维持自身结构的分子链逐渐断裂，形成对环境无害的小分子化合物的材料。
生物降解的方式有生物的物理、化学作用和酶的直接作用。根据来源的不同可以分为微生物降解型的生物材料、合成高分子型的生物降解材料、天然高分子型的生物降解材料。微生物降解材料是以有机物为碳源，微生物进行发酵转化为高分子聚酯，利用这种高分子聚酯制作为塑料的材料。合成高分子型的生物降解材料是利用化学方法合成在自然界中与原本存在的利于降解的高分子化合物。天然高分子型的生物降解材料是在合成时以淀粉、纤维素、木质素等多糖化合物为原料，在必要的条件下加入生物降解添加剂或经氧化、改性而加工制成的塑料。其中，淀粉基构成的可降解材料和PLA构成的可降解材料是当今研究的热点，PHB作为可降解材料也有较为广泛的应用。
淀粉通过植物光合作用而形成的，易得，降解后仍以二氧化碳和水的形式回归到生态环境中，是完全无污染的非常优良的生物降解材料。针对淀粉作为原料来源的淀粉基塑料是目前可降解材料领域研究的一大热点。淀粉基塑料研究的阶段主要有三个：第一阶段是少量淀粉加入到传统塑料中来达到可降解的目的；第二阶段是增加淀粉含量和淀粉与其中组分的连接；第三阶段是将淀粉经过处理，形成完全由淀粉组成的塑料。对淀粉进行改性，使其能够进行生物降解或能溶于水是研究的热点话题，如PVA与淀粉的混合物的研发。淀粉基塑料还有需降低成本、提高机械强度，以及提高给降解材料的降解周期控制等研究空间存在。目前研究最为成功的是将淀粉和高分子材料进行共混得到性能良好的可降解材料。
PLA（聚乳酸）是多糖经过降解发酵制得、纯化、聚合而成的环境友好型树脂。PLA是由乳酸分子在一定条件下脱水缩合而成。PLA在土壤掩埋条件下，在温度、氧气、弱碱性的共同作用下，6～12个月降解为乳酸，最终经微生物代谢，形成二氧化碳和水。PLA因其优良的生物相容性和机械强度，被广泛应用于新兴功能型医用高分子材料如医用手术缝合线、骨科用固定材料等。
PHB（聚β-羟基丁酸酯）是细菌体内碳源和能源的以颗粒状储存的酯类积累物。PHB对气体有阻挡性，能用于未添加抗氧化剂的食品的包装袋；PHB有良好的生物相容性，可用于手术缝合线、骨折固定材料；因PHB能够降解，可用于与农药或贵重药品的包埋处理。因为PHB用细菌发酵法进行生产，所以PHB的生产重点放在基因工程等技术。针对其易结晶、较脆、降解速度较慢的缺点，如何通过物理或化学的方法改善PHB的性能成为研究的重点对象。
1.3 其他降解材料
PVA（聚乙烯醇）因具有可控性――控制其醇解度和聚合度来把握PVA的溶解时间，成膜性、物理强度好――完全可以满足制做塑料的条件、毒性低、可达到100%降解、降解产物对环境无危害等优点，成为能够替代当今塑料的重点材料。PVA的原材料，PVA树脂分子链上的醋酸乙烯酯基体积较大，该基团的存在使得分子链上的羟基之间不易形成氢键，也一定程度上阻止了大分子之间的相互靠近，而PVA分子链上的羟基能和水分子之间形成氢键，这使PVA具有良好的水溶性，优异的水溶性有利于材料的降解。但是，单一的PVA材料机械强度难以满足使用要求。目前，淀粉/PVA共混体系能够满足塑料的正常使用，但是随着时间的加长，其力学性能下降得很快，说明其基本能满足可降解材料的条件。若要提高淀粉/PVA的耐水性，则可对淀粉/PVA共混体系进行甲基化改性、交联处理、加入纳米二氧化硅或加入柠檬酸和石油砂。但是PVA的生产工艺主要为流延法――首先将原料组分配好，后和水流延涂布到不锈钢辊上，再进行刮、剥离、收卷等工艺，因此，存在效率低和费用大的缺陷。PVA还需解决如何使高温水溶膜遇低温水完全不溶以及均匀及透明等问题。
光/生物双降解是一类加入一定量的光敏剂、促氧化剂等的在光和生物的共同作用下进行降解的聚烯烃材料。第一，有研究表明，生物降解以光降解为基础，对此，因其现已用于地膜、餐盒，这表现出了这种兼具两种降解方式的的技术先进性和实效性；第二，光/生物双降解材料降解较快，约60天能被完全降解。
2 发展前景及展望
大部分的可降解材料存在机械强度较小和韧性较弱以及降解的控制性较弱的缺c，因此，第一，可以多开发复合型可降解塑料，避免了单一原料造成的力学性能缺陷着重点放在开发应用范围广，原料易得、价格低廉的产品；第二，简化生产工艺扩大生产来促进可降解材料为我们实际生活所用。
3 结语
随着人们环保意识的增强和科技的飞速发展，可降解材料逐步取代石油基材料是必然趋势，如何充分发挥可降解材料的融传统包装材料的功能和特性和可降解，回归大自然的优点，成为各国研发的重点。
参考文献
1、前言
现代材料包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。20世纪后，合成高分子材料的研究迅速增加，给人们生活带来了巨大的便利。随着高分子材料在各个领域的大量应用， 废弃的高分子材料对环境的污染已成为世界性的问题。治理白色污染和寻找新的友好型非石油基聚合物是当前全球关注的问题。 生物降解材料正是治标又治本的有效途径，也是我国可持续发展的需要。
2、生物降解机理
高分子材料的降解分为光降解与光学化降解、机械化学降解、热降解与热学化降解、臭氧引发降解、离子降解、辐射分解降解以及生物降解等。生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、 简单的水解或酶反应，以及其他有的机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。
高分子材料的生物降解过程可分为 以下4 个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂而引发的高分子水合作用以及可能因化学或酶催化水解而破裂的高分子主链使高分子材料的强度降低。对交联高分子材料强度的降低，可能由于高分子主链、外悬基团、交联剂的开裂等造成。高分子链的进一步断裂会导致分子量降低和质量损失。最后分子量足够低的小段分子链被酶进一步代谢为二氧化碳、水等物质。总之， 生物的降解并非是单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学的协同作用， 还是一个相互促进的物理化学过程。目前为止，除了生物降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、 生物侵蚀及生物劣化等。
3、生物可降解高分子材料的应用
生物可降解高分子材料的应用范围很广，可用于农业、园林、水产以及装潢、包装、卫生、 化妆品等领域，由于成本等因素，目前研究多集中在生物医疗工程领域。
3.1农业、园林、土木等用材
农业、园林、土木等用材包括苗圃用膜材、树根包装袋、防草用地膜、多功能卷材、坡面防护绿化卷材等。各种膜材和功能片材的使用时间不同，有的要求 1 个季节，有的最少要求 1- 3 年，例如：在树苗培植的几年时间里，用于植树方面的材料最终慢慢降解回归土壤. 目前，一些先进的农业国家不断投资建造以家畜粪或农业废弃物为原料的堆肥生产装置，农用等可降解塑料也可通过这些装置回归自然.
3.2装潢、卫生、生活、杂品
装潢、卫生、生活、杂品、医疗用材包括地毯垫布、包装袋、壁纸、帽子、内衣、餐巾纸、桌布、茶叶袋等等。以上大多数都是一次性用品，用后掩埋或燃烧均无毒气产生，还可以与其他有机废弃物一起变为堆肥， 回归自然。值得一提的是，一些具有生物体适应性的生物可降解高分子材料，可以广泛地应用于与生物体相接触的地方，今后还将研究出更广泛的用途.例如：一种称为 “自由树脂” 的材料，能在60℃热水里化成一团软泥，可以加工成各种形状的装饰品、玩具、文具等。冷却后，有足够的强度并长期不变形，再加热后又可以形成新的造型。
3.3包装工程中的应用
在包装行业中，高分子材料的应用越来越多，但是大量废弃的包装材料给环境造成了巨大污染。仅靠减少使用量是不能根本地解决问题的，采用降解性高分子才是可行的办法。目前，各种包装材料中聚乳酸具有最大、最有潜力的应用市场。聚乳酸的阻气阻水性、可印刷性及透明性良好， 并且其基本原料乳酸是人体固有的物质之一，对人体无毒无害，在食品包装市场上有很大的前景。
很多大公司都看好这种新型的环保材料。可口可乐公司在盐湖城的冬奥会上用了50万只聚乳酸塑料制成的一次性杯子，这些杯子只需40天就可在露天的环境下消失得无影无踪。
3.4生物医学领域
生物可降解材料在医学领域上的应用原理是在机体生理条件下，通过水解或酶解，从大分子的物质降解为对机体无损害的小分子物质或者是小分子物质在生物体内自行降解，最后通过机体的新陈代谢完全吸收和排泄出去，对机体不产生任何毒副作用。生物降解材料已被广泛用于人造皮肤、缝合线、体内药物缓释剂和骨固定材料等外科手术中。聚丙烯、尼龙及聚酯纤维等合成纤维制成的医用缝合线不能被机体吸收，会产生排异的现象，而且在伤口愈合后还要进行再次手术才能去除。采用聚L-丙交酯（PLLA）、聚乙交酯及其共聚物等制成的外科缝合线，可在伤口愈合后自动降解并被生物体所吸收，无需拆线，现已商业化。用生物可降解的高分子材料制成的人造皮肤可应用于治疗烧伤换皮等场合。另外，在治疗过程中还可将抗生素类药物及骨生长调节蛋白、骨生长因子等植入材料中，可以防止感染并促进骨愈合，控制药物在体内的释放速率，使药物在体内能够保持有效的浓度，减小或消除副作用，尤其是在植入或附于病区时，则更能显示其优越性。微胶囊技术在控制药物定时释放、增加药物的稳定性、降低药物毒副作用和有效利用率等方面具有积极意义。
4、生物可降解高分子前景展望
随着都市生活节奏的加快，保鲜膜已逐渐成为日常生活中的一种必需品，但传统的保鲜膜属于石油制品，不仅难以降解，而且包装食品过程中容易产生塑化剂危害人体健康。为了让食品保鲜更加安全放心，科学家们一直致力于研发新的技术改进传统的食品保鲜。
这项技术在国外很早就已经开始着手研究。研制出来的这种保鲜膜是从牛奶中提取来的，通过对乳清蛋白加工从而形成膜用于保鲜。牛奶含有酪蛋白和乳清蛋白，酪蛋白提取后做出来的是奶酪，做成奶酪后会有很多的废水跑掉，而废水里含有大量的乳清蛋白，乳清蛋白自身是一种优质蛋白，是人体非常需要的。
国外的类似研究相对而言已经比较完善了。而冷小京所带领的团队从制作奶酪的废水里把乳清蛋白提取出来然后做成了膜，也算是一种牛奶制品。
保鲜膜也能补钙
提及想法的产生，冷小京说他的初衷是为了食品的安全保鲜。早在2007年国家863项目对此进行了支持，使用乳清蛋白做膜一开始考虑的是机械强度，保鲜膜要结实，要包别的东西，防刺穿能力、保鲜能力都要强，要具备柔软和延展性。
研发的过程中所用的材料全是食品级的材料，连塑化剂都是食品，这样做出的膜就不再是普通意义上的包装膜了。于是冷小京开始思考，既然都是用食品级的材料加工，那保鲜膜本身也是一种营养因子的提供者而具备一些营养，那么膜本身就应该可以食用。
“于是我们在里面添加了一些别的营养因子、功能保健因子。接下来，我们就要考虑不光要有营养还要维持原先的机械强度。我们在这两个之间做了很多的基础研究，于是后来出现了可食用保鲜膜。”冷小京研究出来的可食用保鲜膜有的可以用来补钙，有的可以用来补充维生素。
从研究角度来看，可食用保鲜膜分为几类，一种是加强包装方面的功能性，包括抑菌能力、杀菌能力、抵抗紫外线辐射的能力。另一种是营养可以控制的，可以加入不同的维生素或者营养因子。
这项技术不仅在国内有了研究成果，早在2012年9月，阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的研究人员就利用植物中的淀粉提取物，成功地发明了一种可以食用的塑料。这种塑料不但无毒无害，包裹在食物上还具有保鲜作用，而且易于降解，不会对环境构成危害。
在冷小京看来，两项研究的原理和初衷都是相同的。
从传统中借鉴
传统的食品保鲜大多是用保鲜膜完成，而这种保鲜膜自身属于化工制品，含有大量的化工元素。食品包装膜在微波炉热饭的时候用量非常大，可这种保鲜膜一旦碰到高温，尤其是饭菜的油脂较多时，就很容易破裂，这种破裂本身意味着材料的断裂，这样就会有肉眼看不见的碎片跟饭菜混在一起，于是许多的化工原料就在人们不经意的时候被吞咽到身体里。
另外大量传统化工做成的材料作为食品包装，都有对人体有害的化工助剂溢出迁移的现象。化工材料从膜或者塑料里直接溢出到食品里面，如果食品里含有油性的物质，二者就会进行结合。长期下去，人体会因此产生越来越多的健康隐患。
为此，科研界一直致力于研究可以食用的保鲜材料。冷小京说：“可食用膜里面的塑化剂也可以食用，把它和食品的外包装隔开，即使膜里面有东西溢出，溢出的也是食品级的原料，这样就排除了安全隐患。从化学角度来看，尽管传统材料溢的化学品含量没有达到影响健康的程度，但是依然是一种隐患，我们不能忽略不计，科研界应该在科技上找到解决的办法。所以可食用保鲜膜的问世在应用领域上属于不可避免。”
研究初期，冷小京的团队也遇到了大量的问题。失水快无疑是其中最核心的一个，乳清蛋白做成膜以后，漏天放置，一两个小时内就会脱水，形成的膜就变的很硬很脆，一掰就断，不能做包装材料。
“于是我们就加入了可食用的塑化剂和甘油，用它们来代替水。以前水用来做塑化剂的时候，形成的膜在水里一泡一蒸发，膜就变成很硬了。而塑化剂放进去以后，膜就变得柔软，加上甘油不易蒸发，放进去后水分跑掉了，甘油就进去了。所以我们的膜从物理感官上就像一个透明的塑料布，柔软性好、透明度高。”冷小京介绍。
可食用保鲜膜既然可以被人类吃，相应的也可以被微生物吃掉。冷小京当然已经考虑到了这个问题，“膜的设计决定它的性质，我们的膜增加了抗菌素，比其他的食品的抗菌能力强很多，别的食品可以被污染，但这个膜就不容易被污染。抗菌素仍然被多数人忌讳，不愿意食用。但如果把它放在膜里就没关系，膜可以选择不吃也可以扔掉。”
当然，任何食品都有保质期，可食用保鲜膜作为一种可食用物质也有保质期，过了保质期就不能再食用了。目前可食用膜的保质期为半年到两年。
依然存在隐患
可食用保鲜膜也不是完美的，具有自己的缺点。这种膜从设计的角度考虑是一种内包装膜，跟食品直接接触，外面还是要有一层塑料包装。直接把它当外包装膜固然可以，但是其性能就没有化工产品对外界的抵抗能力强。
食品的本质，既是它的优点同时也是缺点。
与传统的保鲜膜相比，可食用膜的应用领域不同，有相当一部分材料可以用可食用材料取代，但是有很多材料依然是不能被取代的。比如有些材料需要比较强的机械能力，撕不破拉不断，需要高强度的材料才行。而一些塑料的杯盘碗碟、纸张、布等完全可以被可食用材料取代。
至于可食用保鲜膜彻底取代传统保鲜膜，在技术上还有很长的路要走。
随着研发的深入，这项技术已基本趋于成熟，在冷小京的实验室里，做出一批可食用膜仅需要一个小时的时间。谈及该项技术未来的发展，冷小京希望能够将技术产业化、进入大工业生产阶段，他也正在积极地选择合适的厂家进行工业生产。
目前这种可食用保鲜膜的成本维持在每几毛钱左右，这在食品领域中已非常低，但相对于传统化工包装材料还是较高。冷小京认为由于刚刚走出实验室，再加上食品不像化工产品一样可以大工业化生产，成本高是不能避免的，而一旦形成大工业化生产成本就一定会降下来。
塑料的食品化？
可食用保鲜膜，能够替代传统工业塑料保鲜膜。如果这种理念延伸，是不是所有化工制造的塑料制品都能用食品替代？
中国塑料行业协会专家认为，传统的塑料都属于化工制品，其原料为不可再生资源，具有不可降解性。由于这样的自身缺点，传统塑料的大量存在就造成了大面积的白色污染，科研界一直致力于研究可降解塑料。可降解塑料能利用可再生资源和食物纤维制造，利用玉米等食品中含有的聚乳酸进行研究，将食品本身的可降解性转化至塑料领域加以利用。
对于这样的发展思路，冷小京也表示赞同。“原来的化工产品在最开始研究使用的时候由于限制，很多的原料我们并不清楚就用了，现在看到了危害，就应该寻找一些新的材料去取代。如果将这种理念应用进去，传统塑料技术的水平、塑料的降解性都会得到提高。比如玉米中含有的聚乳酸可以做膜，这种材料的强度非常高且可以降解，调整设计和成分配方可以控制它的降解快慢。技术方面，传统的化工原料跟我们的技术之间有很多地方都存在交叉。从分子角度来看，都是高分子形态，这两个技术也不冲突。虽然二者的出发点完全不一样，可食用材料在强度上也永远不会比传统化工材料高，但在以后的发展中，在跟食品包装相关的领域里这两种类型的材料一定会有交集，二者应该是相辅相成的。”
谈到未来的发展，冷小京认为这里面的可能性非常多，聚乳酸、蛋白质、海藻酸等材料都是可以食用的，各有各的特色，具有某种程度的共性。科研界可以把很多的东西做成膜，也可以跟聚乳酸混在一起。拥有无穷无尽的方法，看人类需要的是什么，这不是谁取代谁，而是解决需求的问题。所有的材料都有自己的特色，应该各管一块、相辅相成。将多种材料的优势最大限度地发挥，必然会有更大的技术进步产生。
但对于这样的发展思路，我们要辩证看待。可降解塑料可以降低白色污染，但从另一角度来看，技术的发展需要大量的生物资源做储备，五六吨玉米才可以合成聚乳酸，目前我国的经济发展还达不到这样的水平。
引言
1.1环境保护已成为当前国际关系、经贸合作中的一个极为重要的问题，也日益严重地影响着我国国民经济的可持续发展。在我国过去几十年的经济发展中，由于忽视了发展中的环境保护，目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施，但环境质量下降的趋势仍在继续。
2.1现代生物技术是应用现代生物科学以及某些工程原理，如酶工程，基因工程，微生物工程等，利用生命体（从微生物到高级动物）及其组成（含器官，组织，细胞，细胞器，基因）来发展新产品或新工艺的一种技术体系。一般认为，生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程和发酵工程四个方面。
2.2生物技术直接关系到与人民生活，卫生，健康密切相关的医药卫生，食品工业，化学工业，农业的发展。可以在粮食危机，能源危机，环境污染中发挥巨大的作用，并且还可以从基因的角度治愈人类的遗传病。因此，现代生物技术已经被世界各国列为重点项目。
3.现代生物技术的特点
生物是构成生态系统的要素，生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。科技的发展也充分证明生物技术是环境保护的理想武器，这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显着优越性充分体现在它是一个纯生态过程。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显着优点，受到了高度重视。
目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术，其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复等环境保护的各个方面，发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时，最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质，如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位，避免了污染物的多次转移。
利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质，即用生物修复技术净化环境，使受污染的宝贵资源如水资源（包括地面水和地下水）、土壤等得以重新利用，同时还可进一步强化环境的自净能力。
环境生物技术不仅单纯适用于环境污染治理，如今已相当广泛地应用于环境监测，尤其是以生物传感器为核心的环境生物监测技术，可在线在位迅速地提供环境质量参数，成为环境质量预报和报警中的重要组成部分【1】。
4.现代生物技术在环境保护中的应用
4.1污水的生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。
4.2污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物（主要是微生物、植物）作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是：通过生物作用（如酶促反应）改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。
4.3白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫【2】。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物（如：根瘤菌）中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。
4.4化学农药污染的消除
一般情况下，使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中，特别是氯代烃类农药是最难分解的，经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法，而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面【3】。能降解农药的微生物，有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O，这种降解途径彻底，一般不会带来副作用；有的是通过共代谢作用，将农药转化为可代谢的中间产物，从而从环境中消除残留农药，这种途径的降解结果比较复杂，有正面效应也有负面效应。
5.结语
著名的天文学家和生物学家，佛瑞得霍意耳（Fred Hoyle）先生曾经说过，还未解决的主要问题的答案应该由基本的假设来得到，而且同时也必须依靠经过反复尝试和检验的科学工具及方法。随着处理技术的不断发展，生物方法所能处理或修复的对象也在时刻不停地改变。为了使生物技术能满足新的发展需要。我们必须真正进行探索，并且可能以过去未曾想象到的方式来使用生物或是它们的衍生物。
参考文献
市面上的塑料袋可分为两种，即无毒塑料袋和有毒塑料袋。无毒塑料袋是用聚乙烯、聚丙烯和密胺等原料制成的，可以用来包装食品；有毒塑料袋如用聚氯乙烯（PVC）制成的不能做食品包装袋使用。现在，人们在市场上、马路边上购买熟食品用的大多是超薄塑料袋，而这种塑料袋中有许多是聚氯乙烯和聚苯乙烯制成的再生塑料制品，对人体是有害的。
塑料袋中有害人体健康的成分
聚氯乙烯：聚氯乙烯单体经胃肠道吸收后，一部分经呼吸道排出，另一部分分解成乙醇和一氯醋酸。这些物质会对神经系统、骨骼和肝脏产生毒性作用，导致血管肉瘤的发生。乙醇会损害人体神经，导致头昏、眼花，严重的甚至会致癌。
硬脂酸铅：硬脂酸铅是聚氯乙烯塑料袋的一种稳定剂，高温时塑料袋中的硬脂酸铅极易析出而溶入食品，一旦进入人体就会造成积蓄性铅中毒。
邻苯二甲酸盐：邻苯二甲酸盐，即邻苯二甲酸酯，是塑料工艺的添加剂，主要用于增加塑料制品的柔韧性。邻苯二甲酸酯属于低毒化学物，对中枢神经系统和肝脏有损害，在高温加热时会游离出有毒的单体，对人体产生危害。
化合药剂：为了增加透明度和弹性，聚氯乙烯保鲜膜中增加了一定量的增塑剂。经长时间的包裹，食物中的油脂容易将保鲜膜中的有害物质溶解，并且在加热时会加速增塑剂中的化合药剂释放到食物中。这些化合药剂会破坏人体内分泌系统，扰乱人体正常的激素代谢，会引起妇女乳腺癌、新生儿先天缺陷、男性数减少，甚至精神疾病等。
健康专家提示：有些塑料制品含有多种对人体有害毒素，高温下可产生多达16种有毒物质，能渗入到食物中，不仅会损害人的肝脏和肾脏，还有可能干扰人的内分泌，造成生育能力下降以及男性雌化现象等。
塑料袋的消毒卫生不过关
行内人士指出，目前市场上销售和使用的塑料袋，绝大多数是各地小型企业或家庭作坊生产的，有相当数量是再生塑料制品，利用垃圾站收拣的废旧塑料、工业废弃物和医疗机构丢弃的塑料垃圾回收加工的，未经消毒处理，就加工制成食品袋投入市场。这些再生塑料含有严重超标的病菌和致癌物，用这种塑料制品包装直接入口的熟食品，会对消费者的身体健康造成严重的后果。
另外，塑料制品如黏有污染物，会成为蚊蝇和细菌生存、繁殖的温床，危害人体健康。
塑料袋包装的食品易变质
医学专家指出，食品，尤其是熟食，用塑料袋包装以后，常常容易变质，人吃了这类变质食品后，易引起呕吐、腹泻等食物中毒症状。此外，塑料袋本身会释放有害物质，因在密封袋中长期积聚，浓度随密封时间增加而升高，致使袋中食物受到不同程度的污染，影响人体健康。
特别提示：有色塑料袋危害更大。首先，有色塑料袋多含有机染料，如各种芳烃等，这些化学物质对人体健康会有一定影响。其次，有色塑料袋多是用回收的废旧塑料制品重新加工而成的，由于回收料中杂质较多，厂家不得不在其中添加颜料，加以掩盖。这些化学物质对人体的危害极大，不能用来装直接入口食品。
塑料袋破坏环境一二三
使用一次性塑料袋不仅严重影响人们的身体健康，还对环境造成严重的污染。
能源消耗严重。据测算，每生产1吨塑料，需消耗3吨石油。统计数据显示，全美国每年使用的塑料袋达数百亿个，生产这些塑料袋所消耗的原油每年就超过1000万桶。有资料显示，我国仅每天买菜要用掉10亿只塑料袋，其他各种塑料袋的用量每天也在20亿只以上，其能源消耗非常严重。
造成“视觉污染”。被随意丢弃在环境中的一次性塑料袋给人们视觉上所造成的“脏乱差”感觉，它破坏了城市、农村和风景区的给人的景观美感，甚至会影响人们的工作和生活情绪。
处理困难且费用高。塑料袋被丢弃在街道上，不但会阻塞城市下水管道，甚至还会堵塞废物处理设备，造成处理困难。据美国加利福尼亚州的一项统计数据表明，该州每年清理塑料袋的费用高达3亿美元，而掩埋这些塑料袋还需要另外的2500万美元。
两百年才能腐烂。塑料袋埋在地下要经过大约两百年的时间才能腐烂，会严重污染土壤；如果采取焚烧处理方式，则会产生有害烟尘和有毒气体，长期污染环境。即便是“降解塑料袋”，实际上只是在塑料原料中添加了淀粉，填埋后因为淀粉的发酵、细菌的分解，大块塑料袋会分解成细小甚至肉眼看不见的碎片，但这只是一种物理降解，并没有从根本上改变塑料产品的化学性质。
影响土壤的特质。塑料袋本身不是构成土壤和水体的基本物质之一，强行进入到土壤之后，由于它自身的不透气性，会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长，从而改变土壤的特质，还会影响到农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。
易被动物误食。废弃在地面上和水面上的塑料袋，容易被动物当做食物吞入，塑料袋在动物肠胃里消化不了，易导致动物损伤和死亡。
远离塑料袋从现在做起
国家法律法规的制定。目前越来越多的国家和地区已经限制塑料购物袋的生产、销售、使用。国务院办公厅日前向各省、自治区、直辖市人民政府、国务院各部委、各直属机构下发了《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》。通知指出，自2008年6月1日起，在所有超市、商场、集贸市场等商品零售场所实行塑料购物袋有偿使用制度，一律不得免费提供塑料购物袋。国内外的经验证明，有偿提供塑料袋是目前最积极而又行之有效的解决“白色污染”的办法。
与此同时，中国国家标准化管理委员会会同中国轻工业联合会，已完成《塑料购物袋的环境、安全和标识通用技术要求》、《塑料购物袋》、《塑料购物袋的快速检测方法与评价》三项国家标准征求意见稿，并面向全社会征求意见。按照征求意见稿，塑料购物袋的厚度必须大于等于0.025毫米；塑料购物袋的标识应需要明确袋的名称，如普通塑料购物袋、降解塑料购物袋、淀粉基塑料购物袋、直接接触食品用塑料购物袋等，征求意见稿还对塑料购物袋的提吊能力、封合强度、漏水性等物理力学性能，以及塑料购物袋的包装、运输和贮存提出了要求。相信随着国家法规的出台，将有助于减少不合格塑料袋产品带来的危害。
环保塑料袋的应用。国际上可以用作环保型的塑料袋大致有4种：光降解型、完全生物降解型、水降解型和淀粉改性型。我国可降解塑料的研发始于上世纪70年代，基本与世界同步。目前，我国环保塑料袋技术较为成熟的是生物降解型和淀粉改性型两种。在市面上推行的大多数可降解塑料袋的化学成分是“淀粉改性聚烯烃聚乙烯”，淀粉含量在90％以上。在结束其正常使用寿命后，再经过半年到1年的时间就可以完全降解。全淀粉塑料的生产原理是使淀粉分子变构而无序化，形成了具有热塑性能的淀粉树脂。淀粉在各种环境中都具备完全的生物降解能力，塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成二氧化碳气体，不对土壤或空气产生污染。同时，淀粉又是可再生资源，取之不竭，对节约资源也有很大的帮助。但由于这些产品成本太高，推广起来有一定困难。
提高自我保护意识。为有效降低使用塑料制品的危害，在使用食品袋等塑料制品时要慎选慎用。购买熟食、点心等直接入口的食物时，最好自带餐具或标准塑料食品袋。购买标准塑料食品袋，最好到正规的商场购买知名品牌的产品，产品的外包装袋上要有中文标识，标有厂名、厂址和执行标准。同时，冰箱里冷藏、冷冻的食品也应该用保鲜膜或保鲜袋，不要用普通的塑料袋代替。禁用彩色塑料袋直接盛装食品。
小知识：消费者可以用以下方法辨别塑料食品袋是否有危害。一般无害的塑料袋呈乳白色、半透明或无色透明状；有柔韧性，手摸时有感，表面似有一层蜡，遇明火易燃，离火后仍能继续燃烧，无异味。
“白色污染”泛指废弃后处理阶段的问题，未将生产、运输等其他阶段考虑进去。研究表明，无论是纸袋、可降解塑料袋还是其他所谓“绿色”、“环保”包装品，都在其生命周期中有一定的环境影响，只不过是在生命周期的某些环节中其影响相对少（有的产品的环境影响并不小于塑料袋）。如果人们不改变无控制的滥用浪费习惯，还会造成环境和资源压力，甚至导致“拆东墙补西墙”的后果。最好的解决方法则是塑料袋消费量的“源头减少”。重复使用购物袋可有效减少塑料袋的消费量。为了有效促进购物袋的重复使用，利用塑料袋收费等经济手段是不错的措施，国外确实已经有成功的案例，我国台湾、香港等地也有相关措施，收到了一定效果。而从2008年6月1日起，随着免费塑料购物袋的禁止，将有助于我们远离塑料袋带来的危害。
生活小常识
什么是白色污染？
所谓“白色污染”，是人们对难降解的塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以致造成城市环境严重污染的现象。由于这类废弃物多为白色，故称白色污染。
废塑料有什么价值？
塑料种类很多，有聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等，是宝贵的资源，回收废塑料制品，可变废为宝：裂解提炼单体，成为循环使用的原料；造粒，成为降级使用的再生原料；加入化学制剂调合成涂料、黏合剂；提炼汽油、柴油，出油率可高达70%～75%，且不含铅。
什么叫生命周期分析？
生命周期分析分析是为评估产品（或服务）的整个生命周期中的环境影响的一种分析技术。产品的生命周期指从提取或生产其原材料、生产、运输、消费到废弃后处理阶段。评估某些产品的环境影响时，应该关注其整个生命周期中对环境的影响，而不要只关注生产过程中或废弃后处理阶段等某一个或几个环节。这是因为产品在其生命周期中的任何一个环节或大或小对环境有影响，有些产品在废弃后阶段的问题更突出，有些产品生产阶段的环境污染和能源消耗更多，还有些产品，比如进口产品，在运输过程中大量消耗能源并排放温室气体。
相关链接
国外塑料袋的治理情况
封杀免费塑料袋。通过经济杠杆控制塑料袋的使用量，事实证明，这是治理“白色污染”的有效办法。
欧盟：许多欧盟国家的大型零售商场已经开始停止提供免费塑料袋。在荷兰、比利时和卢森堡等国，继大型连锁超市家乐福停止提供免费塑料袋之后，德尔海兹和GB超市也已经除冷冻食品和无包装的蔬菜水果外，不再为其他商品提供免费塑料袋。
德国：在十几年前就实施了相关法律，目前德国所有超市的塑料袋均是有偿使用，使得塑料袋的使用大幅减少。
韩国：在韩国超市和百货商场购物，无论消费者买了多少商品，结账时购物袋都需要自掏腰包。韩国政府从1999年2月22日起实施法令，要求全国各大百货商场和大型超市不再免费提供塑料袋和纸质购物袋，而改为收费制。为推行和宣传这项措施，韩国政府当时在全国张贴了10万张宣传画，分发了20万份宣传册和6.5万个环保购物袋。
美国：2007年3月27日，美国旧金山市议会通过一项法案，限令旧金山的超市、药店等零售商分别在6个月和1年内停止使用化工塑料袋。该法案规定，超市和药店零售商只允许向顾客提供纸袋、布袋或以玉米副产品为原料生产的可降解塑料袋，化工塑料袋被严格禁止。若再向消费者提供塑料袋，将被处以罚款。
其他国家：澳大利亚、巴西等国的一些地方也已出台了禁用塑料购物袋或必须有偿使用的规定。非洲的坦桑尼亚已规定禁止使用30微米到65微米厚的塑料袋。卢旺达则从2005年开始就禁止使用和进口厚度在100微米以下的塑料袋。肯尼亚政府已经开始对塑料袋征收120％的消费税，并计划将塑料袋价格提高660％。乌干达也开始执行一项禁用塑料袋的法令。
引导再利用。在寻找替代品和循环利用方面，各国也费了不少力气。
新加坡开展了“自备购物袋日”活动，每逢星期三，新加坡全国206家超市就会以非强制性的方式鼓励消费者少用塑料袋。
中图分类号：TQ323 文章编号：1009-2374（2015）15-0048-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.024
1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）综述
1.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）定义
聚丁二酸丁二醇酯（PBS）作为一种新型塑料材料，结构是丁二酸与丁二醇经常复分解反应后形成的酯，分子式为：HO-[CO-（CH2）2-CO-O-（CH2）4-O]n-H，
具有生物降解性优异、用途广泛等特点，常用于塑料包装、食用餐具、农用薄膜、医用高分子材料等领域。与其他降解型塑料相比，PBS的成本低、性能良好，能非常好地与其他不同材料进行有效聚合，因此其工业应用前景非常广阔，具有很好的市场与经济价值。
研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）以二元酸以及二元醇等化学物质为主要原料，通过一系列化学反应而合成。经过多年的科学实验与工业声场，PBS的加工性能已经比较成熟，可在绝大多数塑料设备上开展任何形式、任何类型加工。此外，PBS也可以与碳酸钙、淀粉等廉价填料共混，以此来以降低生产质保成本。
1.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能
研究表明，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）塑料除了具有普通塑料的性能外，同时还具有透明性好、光泽度强以及印刷性能好等多种特点，是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。具体来说，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能主要表现在以下四个方面：
1.2.1 良好的加工性。工业研究与应用显示，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有良好的加工性能，加工温度比较高，一般在150℃～200℃之间。可在多种常用的塑料加工设备上开展注塑、挤出以及吹塑等各类成型加工，是学术界与工业加工行业公认的加工性能最好的材料。此外，该型材料还可以与碳酸钙、淀粉等其他物质进行混合，降低生产、使用成本。
1.2.2 良好的耐热性。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的耐热性也非常优异，多年的实验与工业研究表明，聚丁二酸丁二醇酯在各类塑料中的耐热性能最出色，能非常好地满足工业对塑料用品耐热性的需求，从而广泛应用于冷热饮包装和餐盒等塑料材料。
1.2.3 低降解性与化学性能稳定性。降解是与形成相反的化学反应，是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化学的过程。化学稳定性是指材料对来自外在因素腐蚀的抵抗能力。聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的化学稳定性非常好，只有在化肥、土壤、水以及其他外在因素的环境下，缓慢的被微生物和动植物体内的催化酶分解，最终分解成二氧化碳和水。
1.2.4 良好的力学性能。与其他多种塑料相比，PBS具有更为优异的力学性，具有各类通用树脂的力学性能。
1.3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用
由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的上述性能，使它具有非常广的应用范围。
1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛应用于包装领域，主要有包装垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子、农用薄膜、种植器具与植被网等。
1.3.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）广泛用于各类日化用品。一般来说，日化用品对塑料制品的机械强度的要求比较严格，所以需要在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等，满足日化用品的使用需求。
1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯（PBS）具有生物相容性与可降解性等特点，从而广泛应用于医疗行业，如用于人造软骨、手术缝合线、手术支架等医用设备。
2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）应用的合成工艺
化学合成法在聚丁二酸丁二醇酯（PBS）合成中的应用最广泛，主要有溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。此外，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）也可采用生物发酵法进行合成，但其成本较高，应用范围不广。
2.1 溶液聚合法
溶液聚合法的具体原理如下：在一定温度与催化剂条件下，使丁二酸与丁二醇发生化学反应，完成二者的酯化反应，在反应过程中使用不同的溶剂，减少反应生成的水分，然后在高温条件下发生缩聚反应。
一般来说，如果不能及时分离溶液聚合反映产生的水分，将会给PBS的聚合反应带来不利影响。因此，有学者对溶液缩聚法进行了提升与改进，以十氢萘为溶剂，以二元酸和二元醇为原料，在合适的温度与催化加条件下发生聚合反应，并用油水分离器取代传统水分离方法。该种方法适用于工业对塑料的大规模生产。
2.2 熔融缩聚法
熔融缩聚法将合成PBS的过程分成酯化阶段和缩聚阶段两部分。具体步骤为：在较低的温度条件下，以丁二酸和丁二醇为化学反应原料，进行熔融酯化反应，然后在真空、高温条件下完成缩聚反应。
该方法对催化剂的要求比较高，催化剂能直接影响PBS分子量的大小。学者在35℃与31.99kPa的条件下，以三氟甲烷磺酸钪和三氟甲基磺酰亚胺为催化剂完成聚合反应，取得了较好的效果。
但是，通过传统合成工艺聚合得到的PBS分子量相对较低，限制了PBS的合成效果与应用范围。因此，学者又进一步创新和改进了PBS的合成工艺，将缩聚反应分为预缩聚和真空缩聚两步，从而进一步提高了PBS聚合的效果与效率。
2.3 扩链法
扩链剂是一种分子量相对较低的双官能团化合物，易同高分子聚合物链的末端基团发生化学反应，可增加聚合物的相对分子量，进一步加快聚合反应。
使用扩链剂后的扩链法可使聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的力学性能大幅提高，研究结果显示使用扩链法后的PBS的力学性能有所善、特性黏度有所增强、生物降解性也有所改善。
此外，使用扩链剂后的扩链法还可提高PBS的分子量，研究表明：采用该法后的PBS的分子量成倍增加，热稳定性也有所提高，但该扩链反应法所需的时间较长，反应条件也较为苛刻，因而使用范围较小。
2.4 酯交换法
在高温、高真空以及催化剂的作用下，使等量的二元醇和二元酸二甲酯进行酯交换，完成聚合反映，从而得到聚丁二酸丁二醇酯（PBS）。由于酯交换法中未使用溶剂，而且参加反应的二元醇可通过水溶剂或加热等简单操作除去，最终得到的PBS杂质含量较低。
3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的改进
为进一步提高聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的性能，许多学者开展了大量的针对PBS的改进性分析与研究，在不断提高PBS各类常用性能与特点的同时，也有效地提高了生物相容性和生物降解性特性，具体改进方法分为共聚改进方法和共混改进方法两种。
在实施共聚改进方法时，把芳香族类聚酯添加到PBS制备之中，能明显提高其既有的物理性能与力学性能。研究表明，将芳香基团连接在PBS侧链上，能使PBS的断裂明显伸长、撕裂度明显降低、生物降解性明显加强。把脂肪族组分添加到PBS的制备过程中，可有效改善PBS的脆性，提高其生物降解性等。
4 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用及产业化发展
PBS是降解能力非常强的化学聚合物，在自然条件下，可完成分解，且其分解产物是对自然环境没任何污染与破坏的水和二氧化碳。因此，大力发展与推广PBS及其相关产业，是有效降低塑料产量、环减环境污染的重要途径之一。
4.1 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的应用
以PBS作为主要的原料，可制造出化学性能与物理性能都非常优良的复合纤维。此外，将带有金属离子的陶瓷材料与PBS纤维混合，能制造出抗菌性能非常好的纤维材料。研究还表明PBS在人体内部的适应性非常好，在人体内可以被完全分解和吸收，且几乎不产生副作用。因此，PBS也广泛应用于医疗手术缝合线等。
4.2 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的产业化发展
近年来，欧美发达国家越来越重视PBS可降解塑料的研究与应用，投入大量的人力与物力，加大研发力度，从而明显加快了产业化发展的步伐。研究表明，生物降解性塑料的需求呈几何指数增长率，预计欧洲2015年消费量将超过100万吨。
20世纪末，日本的高科技公司以异氰酸酯为扩链剂，对传统缩聚合成得到、分子量相对较低的PBS开展改进，成功实现了相对分子量为200000的PBS聚合，极大地扩展了PBS的应用范围、加快了市场化应用步伐。
在国内，中科院下属的研究所自主研发了特种纳米微孔载体材料复合高效催化体系，实现了对相对分子质量超过200000的PBS的聚合合成，并与相关公司签署协议，合资组建分子材料公司，建设世界最大规模的PBS生产线，成功实现其产业化发展，这标志着中国生物降解塑料产业开始大规模产业化的新纪元。此外，由于PBS具有优异的性能，中科院在常用塑料加工设备上对PBS及其相关产品开展再加工与再成型研究，从而制备出加工性能更加优异、工业用途更加广泛的PBS材料，且该材料对设备和工艺的要求进一步降低。
PBS生物降解性聚酯作为塑料家族的品种之一，因其良好的性能特征与低污染性，正以很快的速度实现产业化、规模化发展。目前已经进入实用推广阶段，随着社会对环境污染的日益关注以及对降解塑料的不断需求量，其产业规模必定将进一步扩大。与此同时，发酵法生产丁二酸已实现商业化发展，技术也已成熟，为大规模生产与发展PBS提供来源保障，使PBS变成真正的绿色塑料，且其成本也将进一步降低，产品的应用领域还会不断扩大。
5 结语
目前，虽然PBS作为一类新型的生物降解材料，且国内外学术界与工业领域对其的研究与应用逐渐增加，但其在很多领域的研究存在局限与不足。不同学者的观点仍存在一定的分歧。本文认为，随着理论研究与实践应用的进一步深入与成熟，PBS的综合性能将会不断提高、成本与价格也将不断降低，并逐渐取代传统塑料，进一步降低对环境的污染与危害，从而真正实现可持续发展。
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关键词：广州市；固体废物；二次污染
1广州市固体废物污染现状
1.1广州市工业废物污染现状
近年来，广州市工业生产产生的固体废物急剧增加，组成成份日趋复杂。2005年全市固体废物产生总量达2334万吨，其中一般工业固体废物就占有1400万吨，该市固体废物的处理处置总量虽接近1000万吨，但现有的固体废物处理处置设施数量上远远不能满足废物处置需求，设施建设普遍简陋，达不到“无害化”的标准，二次污染严重。
1.2广州市城市生活垃圾污染现状
目前广州市平均日产垃圾6300吨。生活垃圾，主要在位于黄埔区的大田山垃圾填埋场集中处理。但由于各种原因，这些生活垃圾在处理过程中又给当地的居民群众造成了较为突出的二次污染。尤为令人吃惊的是，已开场10多年、并计划将于年内关闭的大田山垃圾填埋场，其污水处理系统至今还处于调试阶段，大量未经任何处理的污水直接排放到河涌里。
1.3广州市有毒化学固体废物污染现状
目前广州市每年的危险固体废物产量约为2万吨，废旧电子电器12万吨，废塑料包装物和农用薄膜32万吨。其中医疗废物进行集中处理处置的只有广东生活环境无害化处理中心等3家，医疗废物集中安全处置达标率只有40%；大量的危险废物被不规范焚烧或倾入没有采取防渗措施的生活垃圾填埋场，甚至直接排入环境中，造成严重的环境污染。
1.4广州市白色污染现状
广州市目前使用的是EPS(俗称白色)泡沫塑料快餐具，其年消耗量在20亿～30亿只，大量弃掷的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世纪广州市的白色垃圾有300多万吨。由于EPS泡沫塑料消耗的是无法再生的石油资源，用作发泡剂的氟利昂是对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”，它埋在地里会使土壤劣化，焚烧处理又会产生10余种有毒气体污染空气，故而成为灾难性的“白色污染”。它已同汽车尾气、有磷洗涤剂一起被列为我国环保治理的三大重点。因为白色垃圾需要百年以上时间才可以在自然界自然降解，所以解决它的污染问题被称做百年难题。
2广州市固体废物污染治理对策
2.1工业固体废物污染的治理对策
(1)冶金废渣的治理对策。
①高炉渣：高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。高炉渣属于硅酸盐材料。它化学性质稳定，并具有抗磨、吸水等特点，可供广泛应有，国内对高炉渣的应用都很重视，美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%，甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。我国高炉渣的利用率已达85%以上。为了适应不同的用途，高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。
②钢渣：钢渣是炼钢过程中排出的固体废物，包括转炉渣、电炉渣等。炼钢过程中的排渣工艺，不仅影响到炼钢技术的发展，也与钢渣的综合利用密切相关。目前，炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种：冷弃法；热泼碎石工艺；钢渣水淬工艺；风淬法。
(2)化工固体废物的治理对策。
①对硫铁矿烧渣，应根据其含铁量的不同确定其用途，铁含量高的应回炉炼铁；低铁、高硅酸盐的硫铁矿烧渣宜做水泥配料。
②铬渣可代替石灰石作炼铁熔剂。在冶炼过程中铬成为金属进入铁组分中，可彻底消除六价铬浸出的危害；根据铬渣在高温下能还原成低价态无毒铬的原理，可将铬渣掺入煤中用于发电、用铬渣作玻璃着色剂或钙镁磷肥和铸石。还可利用碳对铬渣进行干法还原除毒；用电解法处理铬酸、生产铬盐精、回收原理含铬硫酸氢钠等。
③烧碱盐泥可采用抽滤、沉淀过滤法进行处理，或用于制氧化镁等；含汞盐泥可用次氯酸钠氧化法、氯化-硫化-熔烧法进行处理，并回收金属汞。
④电石渣可制水泥或代替石灰作各种建筑材料、筑路材料等，还可用来生产氯酸钾等化工产品。
⑤其它化工废物，如，磷渣可烧制磷酸；甲醇废触媒可生产锌-铜复合微肥；溶剂厂母液可生产二甲基甲酰胺等；染料废渣制硫酸铜等产品；胶片厂的废胶片和废液可回收银。
2.2生活垃圾污染的治理对策
(1)填埋法。
①垃圾填埋场的选址。选址时遵循的原则是：远离生活区和水源地；避开上风口和水源地上游；自然地理条件不适宜飘浮扩散和渗漏。
②对填埋场需要进行严格的防渗漏处理，以免垃圾中的有害物在雨水或地表径流的冲刷下随水渗漏，污染地下水和相邻土壤。
③垃圾场表面覆土和排气管网设置。
(2)堆肥法.
堆肥生产的主要工艺过程是：生活垃圾-分类-破碎-发酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包装-出厂。如果是生产一般堆肥，则在发酵工艺完成后，即可直接使用；如果生产有机复合肥，则在配料工艺需要添加一定配比的化肥。有机复合肥的有效肥力是一般堆肥的4～5倍。目前广州市的固体污染只有少量是用的堆肥法处理。
(3)焚烧法。
广州市现在有1座大型垃圾焚烧厂——李坑垃圾焚烧厂。李坑生活垃圾焚烧发电厂一期是广州市重点工程项目之一，项目总投资7.25亿元。投入运行的一期工程设计日处理垃圾1040吨，占目前广州市日产生活垃圾量的约1/7；该厂年发电1.3亿度，能满足10万户家庭生活所需，是符合广州特点，达到国内领先水平的垃圾焚烧发电厂。利用垃圾发电、“变废为宝”是李坑生活垃圾焚烧发电厂有别于垃圾填埋场的一大亮点。该项目还是国内第一个采用中温次高压参数的焚烧发电厂，通过提高蒸汽温度和压力有效提高蒸汽回收效率，使发电量增加20%以上。此外，与垃圾填埋场需大量占用土地不同，该厂在设计原则上尽可能节约用地，目前一期用地仅为3.2万平方米，是兴丰垃圾填埋场的1/10。
2.3白色污染处理方法
①实行垃圾分类，以利回收利用。清洁的废塑料制品可重复使用、造粒、炼油、制漆、作建材等。而从垃圾场重新分拣废塑料制品，则费时费力，且塑料的利用价值也很低。所以一定要在废塑料制品进入垃圾流之前将其分类回收上来。目前，发达国家大都走回收利用的路子。我国城镇尽快推行垃圾分类弃置已势在必行。
②依靠科技进步，发展可降解塑料。美国、日本等发达国家已研制成功以植物淀粉为主要原料的可降解塑料，大大缩短了其可降解周期。广州市新型塑料的研制也取得了重大进展，已经和正在开发出以淀粉、秸秆纤维、天然草浆等材料制成的“绿色”替代品。
③加强立法，强化管理，尽量减少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法规的形式明确生产者、各级销售者和消费者回收利用的义务。目前美国、日本等发达国家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。广州市也为此专门制定了地方性法规，扼制“白色污染”的污染源。
2.4广州市垃圾二次污染的防治措施
(1)填埋场场底防渗。
为防止垃圾渗滤液污染地下水，必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料，主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层，有的采用双防渗层，效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况，采取相应的防渗措施。
(2)渗滤液的收集处理。
垃圾渗滤液的处理方法包括生物、物化及土地处理法。生物处理法包括好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧处理。物化法主要有化学混凝沉淀、电解氧化、活性炭吸附、密度分离、化学氧化、化学还原、膜渗析、汽提、湿式氧化等多种方法。和生物法相比，物化法受水质水量影响小，出水水质稳定，尤其对BOD/COD较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。由于物化法处理费用较高，一般用于渗滤液预处理或深度处理。渗滤液的土地处理包括慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流快速渗滤处理系统(ARI)等多种土地处理系统。土地处理主要通过土壤颗粒的过滤，离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮颗粒和溶解成分。通过土壤中微生物作用使渗滤液中有机物和氮发生转化，通过蒸发作用减少渗滤液量。
(3)填埋气的处理和回收利用。
①填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成，所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰，对正在使用的垃圾场，主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程逐步建造成的，其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管，在每个钢管外砌筑竖井，当填埋厚度达到2～5米时，将钢管向上抽一部分，并继续砌筑，直到填埋场达到设计高度，然后将钢管移走。
②填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法，如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气，设备简单、成本低、操作简便，净化效果好。
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“画”出世界
刷刷刷，凭空几笔，一座埃菲尔铁塔便“画”成了。这幅画的神奇之处在于，它是如假包换的3D作品。当然，绘制这3D画得靠秘密武器——3Doodler。
3Doodler的“墨水”是ABS塑料（一种合成树脂）或PLA（聚乳酸，以生物质淀粉为原料的可降解塑料）。笔头在约270℃高温下融化，“墨水”喷洒而出，并在空气中迅速冷却凝固定型。看来要想“画”出一幅精美的3D画作绝非易事，在防止烫伤之余，你还得勤加练习呢！
这个创意源自3D打印机，且价廉物美、有趣实用。花75美元，你就能“画”出五彩斑斓的世界：小饰品、小摆设、小物件……任由你创意！
视频欣赏：/v_show/id_XNTE2OTI5ODA0.html。
磁悬浮鼠标
二、现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
三、现代生物技术在环境保护中的应用
(一)污水的生物净化
污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
(二)污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。
(三)白色污染的消除
1我国生态环境现状
目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。
2现代生物技术与环境保护
现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。
（1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。
（2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质，如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等，常常是一步到位，避免污染物的多次转移而造成重复污染，因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。
（3）生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程，而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质，其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的，所以大多数生物治理技术可以就地实施，而且不影响其他作业的正常进行，与常常需要高温高压的化工过程比较，反应条件大大简化，具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。
所以，当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理，有毒有害物质的无害化处理等各个方面。
3现代生物技术在环境保护中的应用
3.1污水的生物净化
污水中的有毒物质的成分十分复杂，包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用，从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质，使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物，微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器，用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定，即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等，此方面国内外成功的例子很多，如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶，以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上，制成酶柱，用于处理对硫磷废水，去除率达95%以上；近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展，对于含100mg/L废水，降解率和酶活性保存率均在90%以上；利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。
3.2污染土壤的生物修复
重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态，使重金属固定或解毒，降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性，通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量，激发微生物的活性，由此可以改善土壤的生态结构，这将有助于土壤的固定，遏制风蚀、水蚀等作用，防止水土流失。
3.3白色污染的消除
废弃塑料和农用地膜经久不化解，估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产，若再连续使用而不采取措施，十几年后不少耕地将颗粒无收，可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境，研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌，另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如：根瘤菌)中，使两者同时发挥各自的作用，将塑料和农膜迅速降解。同时，还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。
有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯，这些聚酯是微生物内源性贮藏物质，可以用发酵方法进行生产，由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量，人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造，此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(PHAs)，研究人员正设法构建出自溶性PHAs生产菌种，即将PHAs重组菌进行发酵，在积累大量的PHAs后，加入信号物质，使裂解蛋白产生，细胞壁破坏，PHAs析出，以简化胞内产物PHAs的提取过程，降低提取成本。
可持续发展是指既满足现代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。俗话所说的“利在当今，功在千秋”或“但留方寸地，留与子孙耕”等，就是这个思想。因此，可持续发展包含着节能环保、绿色化学、新能源开发、物料循环使用等等多个方面。
下面以苏教版《高中化学必修一》《化学反应原理》和《有机化学基础》为例，对如何在教学中渗透可持性发展的思想做一些探索，以便抛砖引玉。
一、碘升华管
碘升华管、NO2球等都可称为封管实验，操作简便，重复性好，因此被广泛地运用在化学的各个角落，堪称节约环保的典范，也可以说是化学实验中的一个创新。
二、电解铝
氧化铝的熔点高达2054℃，要将它熔化电解需耗费大量能源，电极及容器的要求也要大大提高，因此金属铝曾是贵比黄金的金属。后来科学家们发现一种叫冰晶石的助熔剂，能够在1000℃熔化，而氧化铝恰好可熔于其中，于是问题就迎刃而解了，曾经高贵的铝制品也就进了寻常百姓家。
三、有害废气的零排放
工业生产硫酸的尾气有一定量的二氧化硫，它有毒、有刺激性气味，还会造成酸雨，所以必须回收利用。工业生产硝酸时，NO和NO2只要与空气和水充分接触就可以完全转为硝酸。
四、合成氨的关键――催化剂
因为氮气的稳定性，要让氮气和氢气发生反应，没有催化剂是很难实现的。合成氨是人工固氮的主要途径。所以寻找合适的催化剂是降低合成氨成本的关键。铁触媒是现在广泛使用的合成氨催化剂，但适宜温度要500℃左右。如果能找到更低温度下的合成氨催化剂，那将是很有“钱”途的！夸张一点说，获得诺贝尔奖都有可能。
五、白色污染
白色污染指的是塑料废弃物。传统的塑料是很难在自然界降解的，塑料废弃物：塑料袋、泡沫、塑料瓶等等充斥于大大小小的垃圾堆里，河道上，水沟里，累月经年，不见消失。限塑令也只是一定程度上减少塑料袋的使用量，却无法解决白色污染的普遍存在。所以从根本上来说，除了增大限塑范围和增强废弃塑料的回收外，更要生产可降解塑料来替代传统塑料。
六、低碳生活
