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。
2.1 谈判形式与进程
2.2 塑料全生命周期治理
2.3 文书结构与定义问题
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。
“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
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。
“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。
图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。
6. 面向国际文书的“塑料”定义
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。
该文以观点形式即将在《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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