清華新聞網(wǎng)3月11日電 近日，清華大學(xué)化工系和化學(xué)工程與低碳技術(shù)全國重點實驗室朱兵課題組和挪威科技大學(xué)能源與過程工程系蔣萌博士等開展合作,，在中國塑料社會經(jīng)濟(jì)代謝研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展,。研究首次系統(tǒng)量化了中國12種非通用塑料的物質(zhì)流量與存量，為進(jìn)一步完善塑料污染治理提供了模型方法,、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)支撐,。
塑料作為使用量最大的高分子材料,，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活各領(lǐng)域，然而不當(dāng)使用和管理使塑料污染問題趨于嚴(yán)峻,。我國正推進(jìn)塑料污染全鏈條治理,，聯(lián)合國正在推進(jìn)制定具有法律約束力的塑料污染治理國際文書的政府間談判，而均衡,、有效政策的制定和完善,，需要對塑料的社會經(jīng)濟(jì)代謝（即塑料生產(chǎn)和使用，以及廢棄塑料循環(huán),、處置過程的物質(zhì)流量和存量）建立全面,、準(zhǔn)確的系統(tǒng)認(rèn)知。
已有研究主要關(guān)注五大通用塑料（聚乙烯PE,、聚丙烯PP,、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS）,。五大通用塑料之外的非通用塑料在塑料消費中占據(jù)相當(dāng)比重,，在化學(xué)組成、機械性能和用途,、廢棄和回收路徑等方面與通用塑料存在顯著差異,。但由于定義不一、分類復(fù)雜,、數(shù)據(jù)受限等原因,，學(xué)界對非通用塑料長期缺乏系統(tǒng)研究，其社會經(jīng)濟(jì)代謝模式仍是空白,。
研究團(tuán)隊通過動態(tài)物質(zhì)流分析方法,，構(gòu)建了包括原料生產(chǎn)、產(chǎn)品制造,、應(yīng)用部門,、報廢處置及進(jìn)出口等階段的全鏈條代謝模型，首次系統(tǒng)量化了中國12種非通用塑料的物質(zhì)流量和存量,。12種非通用塑料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯PET,、聚氨酯PU、7種工程塑料（2種聚酰胺PA6/PA66,、聚碳酸酯PC,、聚甲醛POM、聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT,、聚苯醚PPO,、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA）以及3種熱固性塑料（環(huán)氧樹脂EPO、不飽和樹脂UPR,、酚醛樹脂PF）,。研究揭示了1978年至2022年間,，中國各類非通用塑料顯著不同的社會經(jīng)濟(jì)代謝特征。例如,，作為塑料使用時,，PET主要用于短壽命的包裝領(lǐng)域，而PU,、工程塑料和熱固性塑料則多用于建筑,、汽車和電子等長壽命產(chǎn)品領(lǐng)域。這種應(yīng)用差異導(dǎo)致不同塑料的廢棄和回收路徑存在顯著差異,。與通用塑料相比,，PU和熱固性塑料等非通用塑料難以通過傳統(tǒng)的機械回收方法處理,，未來化學(xué)回收等技術(shù)的進(jìn)步將進(jìn)一步推進(jìn)塑料循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,。
2022年中國非通用塑料物質(zhì)流量和存量示意圖
研究還引出了“塑料”及其原料“聚合物”的定義問題。通用塑料相關(guān)聚合物基本都會用作塑料產(chǎn)品,，因此人們往往對這兩個概念不仔細(xì)加以區(qū)分,。但非通用塑料的情況并不相同。2022年,，中國非通用塑料相關(guān)聚合物的產(chǎn)量達(dá)到約8500萬噸,，與通用塑料相關(guān)聚合物的產(chǎn)量相當(dāng)。然而,，其中僅35%用于塑料制品,，其余則用于纖維、橡膠等非塑料應(yīng)用,?！八芰稀倍x方式直接影響政策管控范圍，不同定義將導(dǎo)致高達(dá)5800萬噸的數(shù)據(jù)偏差,，準(zhǔn)確界定“塑料”的邊界是制定有效治理政策的前提,。
相關(guān)研究成果以“填補空白：追蹤中國塑料社會經(jīng)濟(jì)代謝中的12種非通用塑料”（Filling the Gaps: Tracing 12 Types of Non-Commodity Plastics in China's Plastic Socioeconomic Metabolism）為題，于3月10日發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）,。
此前,，朱兵課題組在《資源節(jié)約與循環(huán)》（Resources, Conservation and Recycling）期刊上發(fā)表了關(guān)于中國五大通用塑料物質(zhì)流量和存量測算的研究。結(jié)合本次對12種非通用塑料的研究工作,，課題組實現(xiàn)了對中國95%以上塑料代謝的系統(tǒng)量化,。
清華大學(xué)化工系2020級博士生任鈺成、2023級博士生朱恒志為論文共同第一作者,，朱兵和蔣萌為論文共同通訊作者,。清華大學(xué)化工系副教授陳定江、教授郭寶華,，環(huán)境學(xué)院教授徐明,，化工系2021級博士生曹煜恒,、2023級碩士生李春龍參加了研究工作。論文合作者包括華東理工大學(xué)商學(xué)院教授余亞東,。研究得到清華大學(xué)-中國石化綠色化工聯(lián)合研究院支持項目以及化學(xué)工程與低碳技術(shù)全國重點實驗室的支持,。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5c01174
供稿：化工系
編輯：李華山
審核：郭玲
