正确定义“塑料”是治理国际塑料污染的关键一步 | 清华杨万泰院士、朱兵教授

文摘   2024-11-19 17:00   四川  
摘要:清华大学高分子科学与技术方向杨万泰院士团队和循环经济方向朱兵教授团队合作,系统辨析了塑料污染治理国际文书谈判背景下塑料的定义及内涵。塑料污染是当前环境治理的热点话题,其中联合国环境大会授权谈判的塑料污染治理国际文书受到很大关注作为文书的关键术语,“塑料”的定义,特别是其涵盖的范围关系到文书如何认识并应对塑料污染,但对这一问题的讨论并不充分本文对塑料污染治理国际文书谈判背景下“塑料”的定义及内涵进行辨析,首先介绍了文书谈判的基本情况,随后讨论了“塑料”定义中的加工性质和力学性质、“塑料”和“树脂”是否应当区分、如何认识生物降解塑料,最后提出文书中定义“塑料”需要注意:(1)文书应当建立在更广泛的参与和共识基础上(2)作为管控性质的国际文书,文书应当设置单独的定义条款(3)文书应当科学、准确地定义“塑料”,明确纤维、橡胶不属于塑料,区分“塑料”和“树脂”两个概念文书只有把应该被管的管起来,又不有意扩大范围,才能真正促进塑料污染治理国际合作进程

1. 文章背景  

从首个完全人工合成的酚醛塑料问世至今,塑料的发明已有120余年,其工业化生产也超过60年。凭借质轻、价廉、易加工和安全性高等优势,塑料广泛应用于各领域,成为现代社会的“四大基础材料”之一。全球塑料使用量已是半世纪前的20倍,并预计继续增长。

图1 全球和区域关于控制塑料污染的行动的里程碑

然而,塑料带来便利的同时,不规范生产、使用及废弃物处理引发的塑料污染日益严重,增加资源环境压力。国际社会逐步重视塑料污染治理,其历程可分为三个阶段:从1970年代到2017年,主要聚焦海洋垃圾和微塑料,部分国家出台了禁/限一次性塑料制品的政策;2018年起,各国开始结合循环经济理念推行塑料污染全链条治理。2022年,第五届联合国环境大会通过《结束塑料污染》决议,计划制定一项具有法律约束力的国际文书,开启国际塑料污染治理合作新阶段。

“塑料污染治理国际文书”作为具法律约束力的管控文书,需明确定义“塑料”这一核心概念。然而,目前INC谈判更多关注管控措施和执行手段,对定义的讨论较少,部分国家甚至建议不单独设置定义条款。这一现象的原因包括:塑料种类繁多,内涵定义复杂;定义涉及利益相关方的多重博弈;高分子科学领域对谈判参与不足等。

在此背景下,本文探讨“塑料污染治理国际文书”中“塑料”的定义,分析值得关注的三个问题:①定义中加工和力学性质的考量②“塑料”与“树脂”的区分③如何界定生物降解塑料。同时,提出定义塑料时需注意的三大关键点,以期为文书制定提供参考。

2  塑料全生命周期示意图
2. 塑料污染治理国际文书谈判简介
自2022年11月INC1启动以来,已完成4轮文书谈判,INC5(计划中的最后一次会议)即将召开。目前文书结构基本确定,但具体内容仍存在分歧,特别是关于塑料上游生产管控(如原生塑料聚合物)的争议突出,而定义条款的讨论较少。我们认为,应对关键术语如“塑料”单独设置定义,以避免概念模糊影响执行和履约。

2.1 谈判形式与进程

INC由各国代表团组成,主席团负责决策协调,秘书处负责文件准备和会议支持。每次会议还包括观察员(如NGO和媒体),其中NGO占多数。谈判分为会内磋商与会间准备,目前文书已从初期方案发展到草案汇编(73页),内容复杂且意见对立,主席团简化并起草了“主席案文”(18页)供后续谈判参考。INC5计划在7天内达成最终文本,并于2025年形成正式公约。

2.2 塑料全生命周期治理

文书采用“塑料全生命周期综合治理”原则,将生命周期分为“上游-中游-下游”三个阶段。上游环节(如石油开采、树脂生产)成为焦点,部分国家提出结合“生产者责任延伸”让上游生产者承担治理责任,这也是谈判的主要争议之一。

2.3 文书结构与定义问题

文书框架在零草案阶段基本确定,重点为第二部分“管控措施”和第三部分“执行手段”。其中,“原生塑料聚合物”全球减产目标及资金支持成为讨论焦点。相比之下,“定义条款”讨论较少,INC4产出的草案汇编未明确定义哪些术语需统一。最新“主席案文”虽提出定义“塑料”,但缺乏具体方案。

我们认为,文书应单独设置定义条款,以统一概念、明确管控范围。如果定义不清,将影响管控措施的有效性及文书执行效果。下文将深入探讨“塑料”定义的关键问题及其重要性。

3  聚合物、塑料、纤维、橡胶概念示意图
3. “塑料”定义中的加工和力学性质:是否必要

“塑料”的定义因视角不同而异。高分子科学倾向从加工性质和力学性质定义,而环境公约更关注化学组成。这种差异可能导致与纤维、橡胶等其他合成材料的混淆。如果仅基于化学组成定义,可能扩大“塑料”范围,涉及纺织、交通等领域的管控。我们认为,纤维和橡胶不属于塑料,定义应明确加工和力学性质。

3.1 两种定义视角

INC谈判中“塑料”定义主要来源于两种视角:
1. 学科视角:ISO 472等标准强调加工性质(如流动成型)及力学性质(如排除弹性材料),并通过化学组成进一步限定“塑料”的范围。
2. 环境视角:MARPOL、欧盟指令等定义更多关注化学组成,较少涉及加工或力学性质,这可能导致纤维和橡胶被纳入“塑料”范畴。

3.2 纤维与橡胶不属于塑料

塑料、纤维、橡胶是高分子材料的三大类别,应予区分。如仅限定加工性质而忽略力学性质(如MARPOL定义),无法有效区分塑料与橡胶;如仅关注化学来源(如欧盟指令),则改性天然材料甚至纤维、橡胶也可能被视为塑料。我国作为全球最大的高分子材料生产国,涉及的产业范围极广。如果定义过宽,文书管控范围将超出塑料工业,难以在INC会议中达成共识。

3.3 微塑料的特殊性

微塑料定义为尺寸≤5 mm的固体塑料颗粒,可能来源于塑料、纤维、橡胶。次级微塑料(如衣物微纤维、轮胎微橡胶)是纤维和橡胶的主要来源。在微塑料管控背景下,可将纤维、橡胶纳入讨论,但不宜将其视为塑料的组成部分

合成树脂及其应用

4. 塑料”和“树脂”:是否需要区分

“塑料”和“树脂”的关系是定义“塑料”时的一个关键问题。由于树脂通常占制品质量的大部分并决定其性能,在高分子科学中二者常被等同使用。然而,在具有法律约束力的文书中,应明确区分两者概念,并视必要将“塑料”限定为“塑料制品”。

4.1 密切相关的概念

“树脂”是塑料的主要原料,加助剂后通过加工成型制成塑料制品。树脂的性质直接影响制品性能,例如树脂识别代码(RIC)常用于识别塑料原料,便于分类回收。

在高分子领域,“树脂”“高分子”“聚合物”常被作为塑料原料的代称,虽然在科学定义上存在差异。严格来说,高分子强调分子量高,聚合物则指由单体聚合而成的产物;高聚物则指高分子量的聚合物。在中文语境中,“树脂”是高聚物的常见名称。

4.2 必要的区分

树脂不仅是塑料的原料,还可用于纤维、涂料等其他领域。例如,PET既可制成塑料制品,也可用作涤纶纤维原料;环氧树脂、酚醛树脂可用作涂料。因此,塑料和树脂是不同生产链条上的环节,但二者的混用可能扩大塑料的定义范围。

在INC谈判中,树脂可能因添加剂存在健康和环境风险而被视为管控对象。如果不加区分,可能导致管控范围模糊或扩大。为此,我们建议在文书中明确区分“塑料”和“树脂”,如短期内无法达成共识,可将“塑料”限定为“塑料制品”,以减少争议和误解。

4  传统塑料的替代品

5. 如何认识生物降解塑料

生物降解塑料作为传统塑料的替代品备受关注,我国相关产业已初具规模,在塑料袋、膜、吸管等领域部分替代传统塑料。然而,生物降解塑料常与“生物基塑料”混淆,且其推广和应用仍面临挑战。在INC谈判中,各方对塑料替代产品的作用存在不同看法。

5.1 生物降解与生物基:两种独立属性

“生物降解”指塑料可在自然环境中降解,有助于污染治理;“生物基”则强调原料来源于可再生资源,可减少化石资源消耗和碳排放。这两种属性相互独立,生物基塑料未必可降解,生物降解塑料也未必由生物基材料制成。所有塑料可按“是否生物基”和“是否可降解”分为四类,如图4所示,常见塑料如PLA属于“生物基生物降解塑料”,PBAT则为“化石基生物降解塑料”。

5.2 科学推广塑料替代品

塑料替代品需科学规范发展。生物降解塑料虽能减少视觉垃圾,但成本较高且应用场景有限,各类替代品仍需技术突破。应科学推广替代品,完善标准标识体系,在如农用地膜、外卖包装等难回收领域优先使用,同时推动技术研发和适当场景应用。塑料污染治理国际文书应对此有所体现。

需要注意,塑料污染的根本原因在于“一次性消费”和不当废弃物管理。解决问题的关键在于限制一次性塑料,提倡多次使用、长期使用和循环利用。

6. 面向国际文书的“塑料”定义

基于讨论,塑料污染治理国际文书的定义应注意以下三点:
  • 广泛参与和共识覆盖塑料全生命周期,吸引塑料全链条利益相关方特别是高分子科学领域的参与。
  • 设置定义条款文书需明确“塑料”等关键术语,针对“怎么管”和“管什么”提出具体定义,避免概念模糊影响执行。
  • 科学准确的定义避免将纤维、橡胶等非塑料材料或上游树脂纳入定义范围,确保定义反映塑料内涵,管控的内容,不扩大范围。

科学、准确的定义将为塑料污染治理国际合作奠定基础。


该文以形式即将在《高分子学报》2025年印刷出版。论文第一作者为清华大学博士生曹煜恒,通讯作者为杨万泰院士朱兵教授

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(文章来源:高分子科技点击阅读原文可查看原始文献
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