塑料包装废弃物对土壤及人体的影响

曹小飞，黄倍莉，赵冬菁，彭立明，马富欢, 李玉刚

(曲阜师范大学 工学院 包装工程系，山东 日照 276826)

塑料包装废弃物对土壤及人体的影响

曹小飞，黄倍莉，赵冬菁，彭立明，马富欢, 李玉刚*

(曲阜师范大学 工学院 包装工程系，山东 日照 276826)

随着塑料制品被广泛应用于食品包装及其他产品包装等方面，塑料包装废弃物对土壤环境及人体的危害已经成为人民群众日益关注的焦点。研究以有关塑料包装废弃物对土壤环境及人体危害的相关文献为基础，针对塑料基材、加工助剂等影响塑料包装制品安全性的因素进行了分析，并提出了应对措施以解决塑料包装制品存在安全性隐患的问题。

包装废弃物；塑料基材；助剂；土壤

最近几年，由于生活水平的不断提高，塑料制品在我国生产、使用和消费量越来越大，随之而来的是一系列环境问题，其中塑料包装废弃物被随意丢弃后，其塑料本身及助剂对土壤造成的不良影响最为严重，与此同时会随着生态系统的物质循环间接危及人体的身心健康。在构建环境友好型社会的今天，越来越多的人更加关注于自身的健康问题，因此包装废弃物对人体及环境的危害已经引起了广大科研工作者的重视。

1 塑料基材对土壤及人体的影响

塑料基材是塑料包装废弃物对人体及土壤的主要影响来源。我国应用于包装的塑料制品材料种类繁多，如：聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)等。由于各种基材的单体分子结构不同，聚合度不同，导致其塑料制品的性能也不尽相同。为避免塑料包装材料制品存在的对土壤及人体的危害，分析影响塑料包装废弃物安全性的因素是十分必要的。下面列举几种常见的存在潜在危害性的包装废弃物塑料基材。

1.1 聚乙烯

聚乙烯(polyethylene，PE)是目前日常生活中应用最广泛的塑料材料，广泛应用于薄膜、包装容器、洗漱用品包装、管道、日常用品等[1]。随着聚乙烯应用的越来越广泛，一些负面的影响也相继产生。聚乙烯回收价值较低，在废弃之后不但散落在街道、河流、道路两侧造成“视觉污染”，而且还存在着潜在的危害。聚乙烯由于结构稳定，不易被天然微生物降解，在自然环境中长期不分解，这就意味着该塑料垃圾若不回收处理，将成为污染物永久存在并不断累积，造成环境重度污染。另外，聚乙烯以石油为制备原料，在大量消耗资源的同时还不能被分解，埋在地下也会污染土地、河流，同时会影响农作物吸收养料和水分，导致农作物减产。

1.2 聚丙烯

聚丙烯(Polypropylene，PP)是利用碱液去除其原料丙烯中所含的少量硫和其他杂质，然后经催化剂、活化剂聚合而成。其具有较高的耐冲击性和机械性，不溶于大多有机溶剂且抗酸碱腐蚀，是比较常见的高分子材料，并且是目前最轻的塑料，在塑料薄膜，日用编织袋，瓶盖，盆，桶，家具等生活用品中广泛应用。其单体丙烯有潜在的致癌性和神经毒性，可以通过消化道、呼吸道等接触人体，导致细胞内遗传物质损伤，进而致癌。其制作过程中产生的乙烷、乙烯、四氯化钛、三乙基铝等物质会引起呼吸困难、窒息以致损伤人体系统[2]。

1.3 聚氯乙烯

聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)是由其单体氯乙烯在多种助剂作用下经过自由基聚合而成的聚合物[3]。目前在塑料包装制品中应用广泛，主要用于建筑材料用品、工业制造用品、日常生活用品、日用管材、包装膜等[4]。其组成单体氯乙烯具有毒性，长期与之接触会引起氯乙烯病；中毒较轻时会出现头晕目眩、精神不振等；中毒严重者会出现昏厥，甚至严重者可能造成死亡；当氯乙烯液体接触皮肤时会产生红斑、浮肿或皮肤坏死等现象[5]。PVC包装废弃物回收后在焚烧炉中燃烧或垃圾掩埋时，会产生一种致命的物质二恶英(TCDD)，它是一种非常严重的致癌物质，对人体和环境危害巨大[6]。

1.4 聚苯乙烯

聚苯乙烯(Polystyrene，PS)是由苯乙烯经自由基缩聚合成的聚合物，属于聚烯烃的一种，这种高分子化合物制成的各类生活塑料制品长时间放置容易迁移出有毒物质苯乙烯，刺激和麻醉眼睛和上呼吸道粘膜，如果此液体滴入眼部，会使眼睛灼伤，若长时间接触此液体还可能引起阻塞性的肺部病变。另外碗装泡面盒及快餐盒等是日常生活中广泛应用且使用量较大的聚苯乙烯制品，包装废弃物被随意丢弃或掩埋时，较难降解，造成的白色污染对人体存在潜在致癌性和神经毒性[7]。燃烧时会产生大量一氧化碳或者二氧化碳，会引起人身中毒。在地暖行业中，聚苯乙烯常被用作地暖的保温材料使用。长期处于温度较高的环境下会迅速老化变质，且释放出对人体产生危害的气体如甲醛、游离苯等，严重时还会致癌。

1.5 聚碳酸酯

聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)是一类分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族等多种类型。聚碳酸酯塑料基材由双酚A和氧氯化碳合成的，目前使用较多的方法为熔融酯交换法，即双酚A和碳酸二苯酯发生酯交换和缩聚反应。有研究表明双酚A是一种有毒物质，会影响人的生殖能力和神经系统，因此国内外的有关部门已经严禁在食品包装中添加此类物质[8]。同时，如果聚碳酸酯制品使用完后丢弃于酸或碱的环境中将会释放有毒物质双酚A，进入土壤中抑制微生物(细菌、真菌等)的生长繁殖进而减少生物多样性。

2 塑料助剂对人体及土壤环境的影响

塑料主要由高分子聚合物及各种助剂组成，这些助剂是为了改进塑料的性能，但不可避免的会出现不同程度的迁移和溶出问题。有的添加剂或者添加剂的降解物都存在一定的毒性和包装安全风险。因此，需要详细研究其危害并进行有效的治理，将对人体和土壤环境的危害降到最低。常用的几种助剂有增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂等。下面列举几种常见的对环境及人体造成危害的包装废弃物塑料助剂。

2.1 增塑剂

增塑剂即添加到树脂中的一类助剂，一方面使树脂在成型时流动性增大而改善加工性能；另一方面可使制成后的制品柔韧性和弹性增加。其中邻苯二甲酸酯类是增塑剂中含量最多的物质[9]。据资料显示，邻苯二甲酸酯将会对人体的生殖系统、免疫系统等产生损伤，比如会影响男性的生殖能力，加速女性性早熟，长期大量摄取还会导致肝癌[10]。若其塑料制品经焚烧及掩埋进入土壤，会危害农作物和水体，进而危害人体的身心健康。

2.2 抗氧化剂

塑料中的抗氧化剂是塑料生产工业中最重要而广泛使用的添加剂之一,不仅种类繁多而且需求量较大[11]。据不完全统计，酚类抗氧化剂是抗氧化剂中使用范围最为广泛、使用量最大的一种，主要作用是与自由基R·、ROO·反应，从而中断活性链的增长。我国抗氧化剂合成技术与国外相比较为落后，同时环境污染较为严重，如2,6-二叔丁基酚(BHT)相对分子质量较低，挥发性和迁移性较大[12]，容易通过包装废弃物进入土壤，破坏土壤有机质，降低土壤肥力。

2.3 稳定剂

聚合物在外界环境作用下容易发生老化，为阻缓老化速度延长制品食用寿命，通常需要添加稳定剂。在工业生产中，热稳定剂是稳定剂中使用最多的一种，它是一种以改善树脂热稳定性为目的而添加的辅助性塑料助剂。根据其化学结构或金属元素含量不同，其主要分为铅基、镉基、锌基、钡基、钙基等类型的单组分或复合热稳定剂。其中铅、镉生物毒性显著，在土壤、水系等自然环境中不能被分解。铅可以通过呼吸作用、消化系统或皮肤接触进入人体，停留在肝脏、肠胃、肺等器官或组织中不易排出，重则损害人体的神经、器官和生殖系统等[13]。含铅热稳定剂造成很大的环境污染:首先是在加工过程中，产生的粉尘会污染环境,危及人体的身心健康；其次是当PVC产品老化后在焚烧炉中毁弃或垃圾掩埋时进入土壤会造成农作物生长不佳，产量下降明显，并通过食物链对系统和组织器官产生影响[14]。

2.4 阻燃剂

阻燃剂是众所周知的抑制聚合物燃烧的一种助剂，主要包括氧化锑、三合水铝、铝化物和硼酸盐等物质[15]，其主要应用于交通、电气、电子、日用家具等制品中。当塑料包装制品废弃后，阻燃剂中的重金属离子在光、氧、热等条件相互作用下会发生迁移，长期存在于土壤中不能被微生物降解，会造成其浓度逐渐变大且成垂直递增分布。在生物食物链的层层传递下通过逐渐富集，最终进入人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。

3 防治措施

(1)开展普及教育活动,加强对人们环保宣传力度，积极推行垃圾的减量、分类处理工作，号召人们尽量减少使用生活用塑料制品。

(2)优化塑料制品性能，延长塑料制品的使用寿命。对于那些使用寿命比较短,不方便回收利用,容易导致大范围流动性污染的塑料制品,应采取寻找可降解塑料制品代替的措施[16]。

(3)提高助剂合成技术，改善其迁移性和挥发性，减少对环境的污染。

(4)在处理包装塑料废弃物品时，应该采取绿色环保、可持续发展、能源化的处理办法,对包装塑料废弃物品本身的利用就是能源和资源节约的体现[17]。例如，对于能源资源匮乏的地区可采用回收废旧塑料制品来制取燃料油的方法等。

4 总结

目前塑料材料因具有许多优良的性能而被人们所追捧，它在节约资源、减少耗材等方面也有很大优势。但是在塑料制品废弃物的处理方面却不尽人意，因为塑料本身的特性可能会对土壤或人体产生危害，添加剂、助剂的加入改善了产品性能的同时也带来了污染，对土壤或人体的影响也随之加重。尽管世界各国已经制定了严格的卫生标准、法规，但我国在塑料包装制品的监管方面还停留在脱色实验、检测蒸发残留物等初级水平，对于包装制品中残留的单体、添加剂的迁移等问题的检测还不够全面。所以要加大科研投入尽快解决塑料包装材料的安全性问题，对于大部分较难回收的塑料包装废弃物要加强回收处理，并且开发生物降解塑料作为新型包装材料，或者将废弃物与其它的有机质垃圾进行堆肥处理，使其成为土壤肥料，真正实现废物循环利用。

[1] 王悦玲.聚乙烯等塑料制品废弃物对围场经济环境影响的调研分析[J].商场现代化,2013(34):114.

[2] 柯 鑫.聚丙烯装置在生产过程中的危害因素及防护[J].现代职业安全,2012(1):110-111.

[3] 佚 名.我国PVC外贸旺势恐难持续[J].江苏氯碱,2013(4):43.

[4] 孙秀鹏,程群旺.浅析塑料管材在工程中的应用[C]//建筑科技与管理学术交流会论文集,2012.

[5] 孙立梅,陈占勋.聚氯乙烯耐热性研究的现状与进展[J].聚氯乙烯,2002(2):6-10.

[6] 梁超轲.环境中氯乙烯的危害及其卫生标准[J].卫生研究,1980(2):87-97.

[7] 杨博锋,汤志旭,高 昕.食品塑料包装材料中单体和添加剂及其检测技术[J].食品工业科技,2012,33(14):392-395.

[8] 张静旖.塑料包装材料存在的安全隐患及对策[J].中国包装,2014(3):45-48.

[9] 张 静,陈会明.邻苯二甲酸酯类增塑剂的危害及监管现状[J].现代化工,2011,31(12):1-6.

[10] 马文鹏,周 弛.邻苯二甲酸酯类对环境和人体的影响[J].山西建筑,2010,36(21):358-359.

[11] 殷树青,张伯华.抗氧剂的应用及发展趋势[J].辽宁化工,1999(6):312-315.

[12] 高欣宇,王 硕.塑料抗氧剂的种类、现状及发展趋势[J].天津科技,2010,37(2):80-82.

[13] 李 杰,刘 芳,夏 飞.塑料热稳定剂的无铅化技术发展趋势[J].中国塑料,2011(12):1-6.

[14] 李好祥.国内外铅盐热稳定剂现状[J].精细石油化工,1997(1):4-6.

[15] 傅长明.国外塑料改性材料的发展[J].国外塑料,1996(2):23-31.

[16] 傅玉梅.浅谈废旧塑料的回收利用及污染防治对策[J].化工矿物与加工,1999(3):1-2.

[17] 郝国镛.废旧塑料污染的防治途径[J].环境保护科学,1996(1):8-11.

(本文文献格式：曹小飞，黄倍莉，赵冬菁，等.塑料包装废弃物对土壤及人体的影响[J].山东化工,2017,46(15):173-174,178.)

Effects of Plastic Packaging Waste on Soil and Human Body

CaoXiaofei,HuangBeili,ZhaoDongjing,PengLiming,MaFuhuan,LiYugang*

(Qufu Normal University,School of Engineering,Packaging Engineering,Rizhao 276826,China)

As the plastic products are widely used in food packaging and other products packaging,plastic packaging waste are harmful to soil environment and the human body,which has been attracted people's attention. This paper is based on the relevant literature about the soil environment and human hazards caused by plastic packaging waste. The factors affecting the safety of plastic packaging products are analyzed in the light of plastic substrates and processing aids .And the paper puts forward some countermeasures to solve the problem of hidden dangers of plastic packaging products.

plastic substrates; aids; packaging waste; soil

2017-05-23

曲阜师范大学国家级大学生创新创业训练计划项目(201510446017)

曹小飞(1993—)，女，山东滨州人，学生，包装工程本科，研究方向：包装材料；通讯作者：李玉刚(1983—)，男，山东日照人，讲师，博士，研究方向：印刷包装过程优化。

X705；X53

A

1008-021X(2017)15-0173-02