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[关键词]聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉基塑料
中图分类号：TQ320.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0274-01
传统塑料主要来自石化资源，因其不易降解和回收利用，给环境造成极大污染，并造成对石化资源的严重浪费，寻找非石油基环境友好的材料迫在眉睫，生物可降解塑料是解决这个问题的有效途径。目前研究最广泛的可降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、淀粉基可降解塑料等。
一、聚乳酸（PLA）生物可降解材料
聚乳酸（PLA）是以乳酸为原料制备的高分子材料，具有无毒、无刺激性、强度高、易加工成型和生物相容性好等特点，制品在使用后可完全降解。按单体不同，PLA分为PLLA、PDLA和PDLLA。当前国内外PLA生产企业主要以生产不同规格的PLLA为主。PLLA单独使用具有熔点低、结晶慢、耐热性差等缺点，通过与PDLA共混，可形成立构复合体，改善成核、结晶速度，提高材料耐热性。PLA可用于一次性饭盒以及其他各种食品、饮料外包装材料；可用于纤维和非织造物等，包括服装、建筑、农业、林业、造纸、医用等领域。
聚乳酸是以乳酸单体为原料经过聚合等工艺制备得到的高分子聚合物，制备方法分为一步法和两步法，一步法难以制备得到高分子量的聚合物，基本无应用价值，目前国内外厂家主要通过两步法工艺生产聚乳酸。两步法工艺需经历中间体丙交酯阶段。
聚乳酸主要生产企业：
二、聚丁二酸丁二醇酯 （PBS）生物降解塑料
PBS是以丁二酸与丁二醇为原料制备得到的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解代谢，是典型的可完全生物降解材料。但PBS的加工温度较低、黏度低、熔体强度差，难以采用吹塑和流延的方式进行加工。另外PBS制品往往呈一定脆性，应用受限。PbS主要用于包装、餐具、容器、一次性医疗用品、农业、生物医用高分子材料等领域。
PBS的聚合前体主要原料为丁二酸；丁二酸的生产主要是通过石化法合成， 目前丁二酸的生物制造技术是国际竞争热点， PBS（聚丁二酸丁二醇酯）是以丁二酸与丁二醇为原料经过聚合制备得到的高分子聚合物。
PBS主要生产企业：
三、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）生物可降解材料
PBAT是对苯二甲酸丁二酯和己二酸丁二酯的共聚酯。作为一种新型的生物可降解共聚酯，PBAT兼具了芳香族聚酯和脂肪族聚酯的优点，既具有很好的热性能、机械性能，又具有生物可降解性和加工性，可以用它与脂肪族聚酯 PLA 等共混，来改善脂肪族聚酯的机械和力学性能。PBAT的加工性能与LDPE非常相似，可用LDPE的加工设备吹膜。PBAT主要用作农用地膜、垃圾袋、保鲜膜、堆肥袋、淋膜和餐盒、餐盘、杯子等。
PBAT主要生产企业：
四、淀粉基可降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品，具有生产成本低、投资少、使用方便、可生物降解的特点。淀粉基热塑复合材料不仅具备一般高分子材料所共有的基本特性，而且具有完全可降解性，可替代当前广泛使用的塑料材料。
淀粉基生物降解塑料已有3O年的研发历史，具有研发历史久、技术成熟、产业化规模大、市场占有率高、价格较低的特点。淀粉基生物降解材料主要用作包装材料、防震材料、垃圾袋、地膜、保鲜膜、食品容器、一次性餐具、玩具等。
淀粉基可降解塑料主要生产企业：
五、总结
目前各种生物可降解材料前景较好，但市场开拓、产品成熟度、产品性能开拓、产品应用等方面，需要时间开拓；当前石油价格低、石油基塑料产品价格优势明显，生物可降解材料同石油基材料竞争，目前还不具备条件；生物可降解材料的发展，还需要政府政策、税收优惠、市场等方面的支持；随着国内外对环保的要求越来越高，可降解材料的相关政策将会越来越好；同时随着可降解材料生产技术的提升，可降解材料的成本将越来越低。
参考文献
关键词：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料
引言
塑料这种材料已经广泛应用到国民经济各部门以及人民日常生活等各个领域。但是塑料这种材料在自然环境中难以降解，随着其用途的扩大，带来产量的增加，因此导致了严重的环境污染问题。传统的处理技术（焚烧、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在着局限性，而且这些处理方式都不能从根本上解决问题。因此开发可降解塑料来解决废弃物难以处理的问题是一个重要的课题。
一、可降解塑料的定义
可降解塑料虽然至今在世界上没有统一的标准化定义，但是美国材料试验协会（ASTM）在通过研究相关术语的标准对其定义：在特定的环境下，其化学机构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的塑料。这个定义基本上与降解和裂化的定义相一致。
二、降解塑料的分类及降解机理
1.光降解塑料
光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型两种，该种塑料在日照下会受到光氧作用并吸收光能，光能主要为紫外光能，因此而发生自由基氧化链反应以及光引发断链反应，从而降解成对环境安全无害的低分子量化合物。
其中通过共聚反应在高分子主链引入感光基因而得到光降解特性的为合成型降解塑料，这种塑料通过调节感光基因含量来控制其光降解活性。目前某些可用于包装袋、容器、农膜等范围的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已实现工业化。通过将光敏助剂添加到高分子材料中而制造成的为添加型高分子光降解材料，这种类型的塑料其降解原理为光敏剂会受到紫外光的诱导，将它添加到塑料中可以引发并加速塑料的光氧化。光敏剂在光的作用下可离解成为具有活性的自由基，因此该类型塑料的光降解特性是由光敏剂的种类、用量和组成决定的。
降解塑料向深层发展的一个标准是可控光降解塑料，它在具备光降解的特性的同时，还应该具备特定的光降解行为。它被要求能控制诱导期内力学性能，并保持该性能在80%以上。因此要达到这个标准就必须对光敏剂的使用有更高的要求，在光敏剂可控制光氧化曲线的同时，也要注重控制光氧化的时间。
2.生物降解塑料
在自然界中受细菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料为微生物降解塑料，该类型塑料的种类有部分生物降解型、完全生物降解型、化学合成型、天然高分子型、掺混型、微生物合成型和转基因生物生产型。
在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的为最理想的生物降解塑料，通过研究可发现，酶在塑料水解、氧化的过程中发挥着极其重要的作用，是生物降解的实质。酶会导致主链断裂，从而相应的降低相对分子质量，使其失去机械性能，以便于微生物对其更容易的摄取。
生物降解必须满足三个条件，经历三个阶段。
条件为：微生物（真菌、细菌、放射菌）的存在。
拥有氧气，并要求一定的湿度，还要有无机物培养基的存在。
适宜的温度范围为20～60摄氏度，PH范围在5～8之间。
三个阶段为：
初级生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化结构发生变化，使原材料分子的完整性被破坏。
环境容许的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人们所不希望的特性的降解作用同样可以除去。
最终生物降解――塑料通过生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解过程中主要的三种物理化学反应：
物理作用――微生物细胞生长在对塑料的机械破坏中起着重要作用。
化学作用――微生物在破坏中会产生某些化学物质，起到化学作用。
酶直接作用――本质为蛋白质的酶，含有20多种氨基酸，它们能降低被吸附塑料分子和氧分子的反应活化能，以此来加速塑料的生物分解。
3.光-生物降解塑料
顾名思义，这种塑料兼具生物和光双重降解功能，使得其达到完全降解的目的。光降解高分子材料有两种：淀粉型和非淀粉型，其中较为普遍的是采用高分子的天然淀粉作为生物降解助剂。这种在高分子材料中同时添加自动氧化剂、光敏剂以及生物降解助剂等作为配置方法，来达到光-生物降解的复合效果。含有多种化学物质而形成的非淀粉型光和生物降解体系已广泛应用于吹塑制成可控降解地膜，在应用过程中发现，该薄膜不仅具备保温、保湿和力学性能，还具备可控性好、诱导期稳定等优点。
目前，光-生物降解塑料处理工艺的关键是淀粉的细化很热结构水的脱除，处理设备复杂，因此产品的质量难以控制。由于其设备的投资需要的资金大，复杂的工艺以及缺少该方面的人才技术人员，导致其市场化、产业化的发展步履维艰。
总结：
近年来在国内外，可降解塑料的开发与研究已取得了一定进展，但是其技术有待进一步优化，工艺需要不断完善，市场化的推广也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓宽用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上没有统一的定义，也缺乏确切的评价，识别标志、产品检测没有完整的体系导致市场混乱。
从长远发展的角度看，当代人们的环保意识不断加强，降解塑料的市场化是一种必然的趋势。当前相对较成熟的是光降解塑料技术，生物降解技术由于其处在发展阶段，因此是开发的热点，光-生物降解技术则是主要开发方向之一。
参考文献：
[1]裴晓林；应用基因组改组技术选育L-乳酸高产菌株及其发酵工艺研究[D]；吉林大学；2007年.
1.有益环保的包装设计引导
有益环保的包装设计，就是在进行产品包装设计时，首先将环保安全放在首位。关于环保的包装设计很多学者和专家进行了专门研究，提出了许多先进的设计方法。在众多的设计方法中，目前公认的理想包装设计就是绿色包装设计。
(1)绿色包装设计概念
绿色包装设计指产品与包装的寿命周期相复合的设计。它主要使包装在产品生命周期中发挥作用后无环境污染。图1为包装与产品使用周期的组合作用图。
(2)绿色包装设计原理
研制开发无毒、无污染(包括材料的自身生产过程)、可回收利用、可再生或降解的包装原辅材料。
研究现有包装材料有害成分(如泡沬快餐盒的CFC)的控制技术与替代技术，以及自然“贫乏材料”的替代技术(如以塑代木、以纸代塑等)。
优化包装结构，减少包装材料消耗，努力实现包装减量化。
提出包装废弃物的回收处理技术与方法。其主要包括可直接重复使用的包装、可修复的包装，可再生的废弃物、可降解的废弃物、只能被填埋焚化处理的废弃物等。如图2是包装废弃物回收处理的系统框图。
2.有益环保的包装制造(生产)引导
有益环保的包装生产主要是指在加工制造包装的过程中，不产生有损环保的气、液、光、热、味等以及发?环境和对人体有害的各种反应(光反应、化学反应和热反应)。
现以生产中的用材选择与生产相结合从环保上加以分析。
(1)注重轻量化、薄型化、无毒化、高性能
就是对包装材料生产过程加以分析。主要是对现有的包装材料进行开发、深加工，在保证实现产品包装基本功能的基础上，避免过分包装，尽量降低包装成本，节约包装材料资源，减少包装材料废弃物的产生量，努力研制开发出轻量化、无氟化、高性能的新型包装材料。如采用新型的镁质材料部分地代替金属包装材料，制得的小型包装罐质地坚固、外形美观、重量轻，可代替马口铁罐，作为涂料、五金、黄溃等的包装^
(2)方便回收使用和再生利用
包装经使用后能方便回收和重复使用是保护环境、促进包装材料再循环使用的一种最积极的废弃物回收处理方法，如啤酒、饮料、酱油、醋等玻璃瓶的多次复用:瑞典等国家聚酯PET瓶和PC奶瓶的重复使用可达20次以上。再生利用是解决固体废弃物的好方法，并且在部分国家已成为解决材料来源，缓解环境污染的有效途径。
(3)可食性效果好
可食性包装是未来的发展方向，它具有原料丰富，可以食用，对人体无害甚至有利，具有一定强度等特点，在近几年获得了迅速发展。可食性包装材料现已广泛地应用于食品、药品等的包装。可食性包装材料的原料主要有淀粉、蛋白质、植物纤维和其它天然物质。
(4)可降解效果好
可降解塑料可广泛用于食品包装、周转箱、杂货箱、工具包装及部分机电产品的外包装箱。可降解塑料包装材料既具有传统塑料的功能和特性，又可在完成使用寿命以后，通过土壤和水的微生物作用，或通过阳光中紫外线的作用在自然环境中分裂降解和还原，最终以无毒形式重新进人生态环境中，回归大自然。可降解塑料一般可分为生物降解塑料、生物分裂塑料、光降解塑料和生物/光双降解塑料。
(5)尽可能采用天然材质或再生资源材料
一般天然材质和再生材料加工过程中产生污染较小,而合成材料的降解性和用后处理都较困难。塑料、玻璃和金属等包装材料的废弃物已成为污染环境的重要因素，并且因资源不可再生，能源消耗大而导致生产成本高。然而用于包装的天然生物材料如纸、木材、竹编材料、木屑、麻类棉织品、柳条、芦苇以及农作物茎杆、稻草、麦秸等均匀可在自然环境中极容易分解，不污染生态环境，而且可资源再生，成本较低。
(6)大力发展纸包装
目前纸包装被公认为再生或利用和加工效果好的包装。纸包装具有很多优点，如资源相对丰富,易回收，无污染。西方发达国家早就开始用纸包装来包装汉堡包、快餐、饮料等，并有取代塑料软包装之势。我国也在着手研制用纤维膜替代塑料膜作为农用薄膜，以避免对农田的污染。在世界各国包装产品所用材料的比例中，纸的使用量占据首位。
据统计,美国为51%，日本为39.6%，我国为36.7%。据联合国粮农组织统计，200(坪，世界人均耗纸将达100kg,纸包装产品将占包装产量的40%?50%。由于我国森林资源贫乏，需要探索新的非木纸浆资源，用芦苇、竹子、甘蔗、棉杆、麦稻等代替木材造纸，并设法扩大造纸木材的树种和充分利用丫材、废弃材和加工剰余边材，以扩大纸包装原料来源。
宣传引导,其内容包括环境危机与污染源教育、包装废弃物回收灌教育、环保法规教育、以及环保行为教育等。
3.有益环保的包装消费引导
包装消费的环保引导，主要指消费者在商品的选用、使用、用后处置多方面的引导，主要做到以下几点：
(1)让绿色包装知识贯彻到人们的生活与消费过程中。树立消费者的环保观念，使自己的消费与环保相结合。进行绿色宣传引导,其内容包括环境危机与污染源教育、包装废弃物回收灌教育、环保法规教育、以及环保行为教育等。In
(2)包装消费的权利与义务引导|
主要从服务与信息的法律和服务意识方面加以引导,消费者有权利了解所选购(消费>商品的包装的作用性能、用后的处置方法，处置时对环境的影响等。而包装消费的义务是商品的生产与提供者应在商品包装上或专门的媒体上对包装(所用到的)的相关信息加以说明，告知消费者。
(1)包装消费方式的引导
主要指消费者在市场上的消费对包装的行为引导。从环境与绿色消费上灌输一些基本的消费原则。
适度原则
适度原则指在消费时，能用简易包装绝不用礼品包装;能用小型包装绝不用大型包装,能用轻包装绝不用重包装;能用黑白包装制品而绝不用彩色包装制品……。
适量原则
适量原则指在消费时，能用一件包装绝不用多件包装,能用单层包装绝不用多层包装;能用单质材料包装绝不用复合材料包装；能用大包装时绝不用小包装(一件大包装相当于多件小包装)。
适时原则
适时原则指及时处理与及时反馈。就是当消费完其商品后将
包装及时按要求回收处理，同时在消费商品时将包装出现的问题向有关部门(如商家、厂家、技术监督部门等)及时反映，以便改进包装。
适新原则
[关键词]绿色；包装材料；可降解塑料包装材料；可食性包装材料；纸质包装材料
中图分类号：TB484 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0071-01
随着环境污染的日益严重，绿色、低碳、环保、节能、安全等要素已成为全球关注的焦点，人们对包装材料对环境产生的影响也越来越重视，绿色包装材料正受到了越来越多的重视和推广。人们对绿色包装材料的认识和要求也从原先单纯的减少固体废弃物及其对环境的污染，逐步扩大为考虑在整个包装生命周期全过程中对环境的影响，更加注重减排、节能、低碳、降耗、生态、安全，注重废弃物的可自行降解、可循环再利用及可持续发展。目前我国研究和应用最多的绿色包装材料就是可降解包装材料，可食性包b材料和纸质包装材料。
1、绿色包装材料的内涵及分类
绿色包装材料是指材料在全生命周期内对自然环境和人类健康不造成危害，并且后期能实现回收再使用或可自行降解从而不污染会环境，有效地降低不可再生资源的消耗，具有绿色的特性的包装材料。根据应用及发展现状可以将其按照可降解塑料包装材料、可食性包装材料和纸质包装材料划分。
1.1、可降解塑料包装材料
目前主要的可降解塑料包装材料有淀粉基可降解包装材料、聚乳酸基可降解塑料、水溶性薄膜及其他可降解材料等。
淀粉基可降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品。淀粉是绿色植物进行光合作用得到的产物，对环境不会造成污染，是一种纯绿色无污染可再生资源。
聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，是由各种可再生天然资源中的淀粉、纤维素、多糖等碳水化合物经过水解、发酵、纯化、聚合而制得的一种环境友好型树脂，其原料来源广泛，可再生。
水溶性塑料包装薄膜主要原料是低醇解度的聚乙烯醇（PVA），主要利用其成膜性、水溶性及降解性的特点。PVA薄膜材料可100%生物降解，属于绿色包装材料。
1.2、可食性包装材料
可食性包装材料是以可食性生物大分子物质及其衍生物为主要基质，辅以可食性增塑剂，经过混合、加热、加压、涂布和挤出等工艺，使各成膜剂分子相互作用，干燥后形成的一种具有一定工程性质和选择透过性的薄膜。可食性包装材料广泛应用于如保鲜膜、包装薄膜、食品包装、糕点包装、调味包装等，是一种无废弃物的资源型包装材料，可使资源得到最大限度的利用，同时具有环保特性，成为未来食品包装的发展趋势之一。
1.3、纸质包装材料
在主要的几种包装材料中，纸质包装材料占有非常大的比重。虽然按照生命周期理论纸质包装材料的来源和生产过程不环保，但纸质包装原材料来源于可再生的草木及植物茎秆，且纸质包装材料价格低廉、废弃后易回收利用、易自然降解等一系列绿色环保特性的优点，总体来看，纸质包装材料的绿色环保性能是非常好的，常见的纸质包装材料有蜂窝纸板、纸浆模塑制品等。
2、我国绿色包装材料发展现状
我国绿色包装材料产业起步较晚，从上世纪八十年代中期开始生产和使用绿色包装材料和制品，其中最典型的是纸浆模塑和蜂窝纸板制品。与美国、日本等国相比较，我国绿色包装材料产业相对落后，且产业结构不合理。
我国绿色包装材料的研发还处于起步阶段，因此环境破坏和资源浪费比较严重，不利于我国包装产业健康快速发展。另外，我国包装材料生产加工技术和设备相对落后，在生产加工过程中，造成了环境污染和资源浪费的情况。此外，我国包装材料回收再利用技术也相对落后，资源的浪费以及环境的污染较为严重。
3、绿色包装材料的发展对策
3.1、研发以质轻、环保和可回收重复使用为目标的材料，注重生产过程技术发展
在未来材料研发中，应当注重质量轻便、简单实用的新包装材料的研发。质轻有助于降低运输成本，方便回收重复使用。面对日益严重的环境污染，环保是未来包装材料所应当具备的特点。可回收重复使用，则能够满足当今社会可持续发展的理念，降低不可再生资源的使用量，更好地保护我国的自然资源。
包装材料对环境影响不应仅仅局限在其使用后对环境产生的影响，而应该是在材料的全生命周期内。为了包装材料在全生命周期内达到绿色标准，应重视发展包装材料生产过程中的技术环节，减少生产过程中对环境造成的不利影响。
3.2、国家宏观调控，产业政策支持
国家应进一步加大环保产业的扶持力度，支持包装行业积极开发新产品和采用新技术，促进循环经济和绿色环保包装产业发展。设立国家基金作为研发资金支持，范围包括具有国际领先水平或填补国内空白的项目、保障人身健康安全及符合环境保护要求的新型环保包装材料项目、包装减量化和节能化项目、包装废弃物处理和利用项目等符合国家宏观政策、环境保护和循环经济政策的项目。
3.3、建立绿色包装评价体系
建立中国的绿色环保包装评价体系，涉及到包装产品的制造、使用、回收和废弃的整个过程。从可持续发展的战略高度出发，建立一个包括国家立法、部门监管、行业协调、企业实施、科研机构支持、公众广泛参与等多方面内容，并能够有效运行的绿色环保包装体系。
3.4、加强环保部门监督管理，完善相关法律法规，建立绿色环保包装运行机制
环保部门可以通过监督管理以及鼓励措施等方法，来促进绿色包装材料实际运用到产品包装中去。如可以对采用能耗大、污染大的包装材料的企业给予法律或经济手段的惩罚，而对采用绿色、低碳包装材料的企业，则给予资金或技术上奖励。
包装物的取材、用量以及制造过程中的废气、污水排放和包装废弃物的回收、再利用和再生利用等都要依靠法律、制度和其他行政的、经济的措施和手段来实现。因此要完善相关法律法规，加强法规建设，建立绿色环保包装运行机制。
3.5、加强各领域合作、技术交流，明确研发方向
绿色包装材料的研发不仅涉及各个行业，也要依赖各大院校甚至全球合作的力量，因此应该加强各个行业之间、企业与院校之间甚至国内与国外之间的合作和技术交流。此外，还应制定绿色包装材料在未来5到10年内的研发计划，提出未来包装材料研发方向和目标，使我国绿色包装材料研发、生产、应用达到世界先进水平。
4、结语
综上可知，绿色包装材料的研制和开发，在一定程度上缓解了包装废弃物对生态环境的污染。我国在绿色包装材料的研究和应用上仍然存在着较多不足，产业相对落后，结构不合理。今后的研究重点将是对现有的绿色包装材料进行改进、优化提高生产工艺、降低成本和研发新型绿色包装材料。
只有从对环境无污染、可降解可回收、不影响人类身体健康等方面出发，才能够更好地实现包装材料的“绿色”。相信随着我国对绿色包装材料越来越多的重视，以及人们环保意识地不断提高，绿色包装材料的使用必将得到更好的提高。
参考文献
关键词:白色污染;危害;防治
什么是白色污染?这要从塑料开始谈起,人们以石油为原料制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等,这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯,我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料,聚乙烯、聚丙烯薄膜抖动时声音发脆,而聚氯乙烯薄膜则较柔软,抖动时无发脆声音;发泡塑料一般是聚苯乙烯,燃烧时有浓烟。从上世纪60年代开始,塑料进入广泛实用阶段,由于塑料具有很多优点:它取材容易,价格低廉,加工方便,质地轻巧,因此塑料一问世,便深受世界欢迎,它迅速渗入到社会生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列为20世纪最伟大的发明之一,塑料的普及被誉为白色革命。随着塑料产量不断增大,成本越来越低,我们用过的大量农用薄膜、包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中,给景观和环境带来很大破坏,由于塑料包装物大多呈白色,它们造成的环境污染被称为白色污染。
1白色污染的危害
1.1视觉污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在生活环境中,给人们的视觉带来不良刺激,影响环境的美感。前几年,有人戏称我国有两座万里长城,一为古长城,二为白色长城,指的是我国铁路沿线到处是白色的饭盒、塑料袋,这就是视觉污染。在我们学校,随处可见一次性饭盒、各色塑料袋,起风时候,塑料袋到处飘扬,严重影响校园的美观。
1.2白色污染的潜在危害则是多方面的
1.2.1一次性发泡塑料饭盒和塑料袋盛装食物严重影响我们的身体健康早在40年前,人们就发现聚氯乙烯塑料中残留有氯乙烯单体。当人们接触氯乙烯后,就会出现手腕、手指浮肿,皮肤硬化等症状,还可能出现脾肿大、肝损伤等症。1975年,美国就禁止用聚氯乙烯塑料包装食品和饮料。在我国,更为严重的是,我们用的超薄塑料袋几乎都来自废塑料的再利用,是由小企业或家庭作坊生产的。每次吃饭时,就有不少同学用塑料袋装饭菜,他们不知道这种行为不仅危害环境,也危害自己的身体。
1.2.2使土壤环境恶化,严重影响农作物的生长我国目前使用的塑料制品一般是不可降解的,其分子量在2万以上,只有分子量降为2000以下时,才能被自然界中微生物所利用,而这一过程至少需200年。农田里的废农膜、塑料袋长期残留在田中,会影响土壤的透气性,阻碍水分的流动,从而影响农作物对水分、养分的吸收,抑制农作物的生长发育,造成农作物的减产。若牲畜吃了塑料膜,会引起牲畜的消化道疾病,甚至死亡。
1.2.3填埋作业仍是我国处理城市垃圾的一个主要方法由于塑料膜密度小、体积大,它能很快填满场地,降低填埋场地处理垃圾的能力;而且,填埋后的场地由于地基松软,垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下,污染地下水,危及周围环境。
1.2.4若把废塑料直接进行焚烧处理,将给环境造成严重的二次污染塑料焚烧时,不但产生大量黑烟,而且会产生迄今为止毒性最大的一类物质:二恶英。二恶英进入土壤中,至少需15个月才能逐渐分解,它会危害植物及农作物;二恶英对动物的肝脏及脑有严重的损害作用。焚烧垃圾排放出的二恶英对环境的污染,已经成为全世界关注的一个极敏感的问题。
2白色污染的防治
2.1停止使用一次性餐具及超薄塑料袋由于一次性塑料餐具难降解,现在许多城市都推广使用绿色餐具——纸制餐具,因为纤维素能被微生物降解。但许多环保专家认为,用纸制餐具代替发泡塑料餐具亦不明智。首先,纸制餐具同样也会带来视觉上的污染,因为它们的降解速度并不快,往往在几十天甚至几个月内也不会降解彻底。其次,制纸制餐具时,除用到草浆、稻浆外,还要加入1/3左右的木浆,若全面推广,势必造成大量木材的消耗,导致森林砍伐的加剧。值得注意的是,我国森林覆盖率仅为13.92%,人均占有森林面积只相当于世界人均水平的17.2%,居世界112位。第三,制纸浆历来是耗水大户、耗能大户及排污大户。造浆工艺需大量水,而我国人均水的占有量在世界上排88位,已被列为世界12个贫水国家的名单上;若污水未经处理,直接排入河流中,会引起水污染;纸制餐具成型后需立即烘干,这就需要耗大量能。而我国能源结构是以燃煤为主,这样就会增加空气中SO?2的含量,引起酸雨。因此,无论是从环保角度,还是从节约资源角度,不使用一次性塑料餐具及纸制餐具都是一件好事。
2.2回收废塑料并使之资源化是解决白色污染的根本途径其实,塑料和其它材料比,有一个显着的优点:塑料可以很方便地反复回收使用。废塑料回收后,进行分类、清洗后再通过加热熔融,即可重新成为制品。从组成看,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氢元素组成,而汽油、柴油等燃料也是由碳氢元素组成,只不过分子量较小。因此,把这几类塑料隔绝空气加热至高温,使之裂解,把裂解产物进行分馏,可制得汽油与柴油。
1.1绿色设计理念的概念
绿色设计理念也称作生态理念、环保设计等。绿色设计理念是指在产品的设计过程中，要合理分析并总结出产品的一系列性能、功用、质地、开发周期以及产品的成本，而对产品是否影响资源和环境更应当作重点考虑，使得绿色产品较传统的产品在各方面都更具优势，力求在各方面都做到绿色节能环保。在产品的设计阶段应将环境污染因素和节能减排、不对生态圈造成压力当作首要设计因素，采取合理有效的防污生产措施，减少工业生产中因有害物质的排放给人类的生活环境造成的危害和干扰，减少能源的消耗，并在此前提下尽可能地使用可再生资源或者可循环使用的资源。
1.2绿色理念包装设计的准则
以人为本的思想是绿色理念包装设计的基本理念，绿色理念包装相对传统包装而言更具有深层次的内涵和人文关怀，它所传递和表达的信息量大且涵盖的范围广。绿色理念以环保、健康为准则，研制出有利于人类社会和谐、高速、健康发展的产品。
2现代社会对绿色包装设计的要求
2.1绿色包装的结构
在商品时代的今天，绿色包装以其特有的结构特征赢得初步胜利。在包装的结构上，绿色产品较传统产品的包装而言，使用更方便，搬运更合理，储藏更可靠，解读更方便，它具有传统产品包装不具备的各种优良性能，更好地满足了消费者心理和生理上的需求。在人类社会高速发展的今天，人们已不能只满足于产品包装的基本性能，更多的人寻求的是心理和生理上的舒适和满足，从中获取更多的益处，当代设计离不开这些因素，或者说正是因为这些因素使得当代产品包装的发展方向更为明确。包装的结构，无论大小都应倾注绿色设计理念，因为产品的结构更能体现产品的好坏和它的优劣。绿色设计理念想要准确地传达产品包装的内涵和信息，必须在它的结构上下工夫，从产品性能、用途以及消费对象方面综合分析和研究，研制出适合产品要求的绿色包装才是当务之急。
2.2绿色包装的造型
产品的包装造型属于产品的基本属性因素，也是产品设计中较为重要的方面。现代化的生活使得人们崇尚简约主义，当然在绿色产品造型设计上也融入了简约设计的元素，产品的造型应简单、干净、有内涵，同时简约的产品包装设计也可以减少材料的消耗。使用简单的形状、颜色，做到产品包装外观的简约，在产品的包装设计上力求用最少的基本元素达到最佳的效果。
2.3绿色包装的材料
绿色包装材料是顺应社会的需求产生的，人们利用可循环使用的再生资源来制作产品包装，在一定程度上节约了大量资源和成本。开发使用绿色包装材料迫在眉睫，此类材料干净、卫生、无污染。绿色包装材料多使用可再利用的材料，这类材料在使用的过程中应限制材料的种类数，缩减材料的种类可以增加同类材料的使用量，即用种类尽可能少的材料作包装材料，与此同时人们要考虑材料的兼容性，使自然资源被合理的开发利用，并且使得自然资源良性循环。人们对废弃的或者不被重视的自然资源应该合理的开发和利用，比如玉米杆、麦秆等被丢弃的绿色材料，应该根据其特性来设计研制出可利用的绿色包装。使用绿色包装必须确保包装原料的安全化，材料不能含有有毒有害物质，以便在回收以后对废弃包装进行处理，同时制成的绿色包装也要容易分类，以便处理。通常被用来制作绿色包装的材料有以下几种。
2.3.1可降解塑料
可降解塑料的分子内部结构比较特殊，其化学结构在一定的外界环境下能够发生改变，因此用可降解塑料作产品包装材料不会造成环境污染。可降解塑料包装材料制作简单，降解速度较快，可以通过紫外线的照射、土壤和水中的微生物作用达到降解的目的。通过微生物的代谢作用，可降解塑料包装材料又被还原成简单的化学成分，这种可降解塑料无毒，对人体和人类的生活环境不会造成威胁，当它以新的形式进入到生态环境中后，又可以重新组合，从而被再次利用。现代科技需要以可降解塑料作原料来进行包装的加工、分解、再利用。
2.3.2可重复再生材料
可重复再生材料具有可重复利用的特点，相对传统包装材料而言在一定程度上节约了资源，降低了成本。生活中常见的可重复利用包装有盛装各种酒、饮料、食用油等的玻璃瓶或塑料瓶，这些玻璃瓶都可以回收利用，前提是这些玻璃瓶中不能含有金属、陶瓷等其他物质，根据玻璃瓶的颜色可将其进行分类收集，以便再生利用。
2.3.3可食性材料
作为一种新型绿色包装材料，可食性材料已经在食品方面得到了较为广泛的运用，可食性材料不含有害物质，加工简单方便。可食性包装材料在实现产品包装功能后，也可以将其“废弃物”当作食用原料来使用，体现包装材料的多功能性。可食用包装材料质轻、干净、无毒无味，可随身携带，保存方便。可食性材料的种类有很多，经过一系列的组合、加热、加压等方法制成。不同产品所需要的可食性包装材料也不同，根据原料的特性将可食性材料进行分类加工，主要的可食性包装材料可分为五大类：（1）淀粉类可食性包装材料。淀粉类可食性包装材料主要成分是淀粉，使用各种天然果实淀粉，再加入天然无毒的植物胶或动物胶以一定的比例制成。（1）蛋白质类可食性包装材料。众所周知，蛋白质具有胶体性质，加入改变蛋白质胶体亲水性的添加剂，制得以薄膜形式存在的包装材料。（2）多糖类可食性包装材料。以多糖食品为原料，利用多糖食物的凝胶作用制得。（4）脂肪类可食性包装材料。由不同来源的脂肪提炼得到相应的包装薄膜。（5）复合类可食性包装材料。复合类可食性包装材料由多种材料组合，采用不同的加工工艺制得。
2.4绿色包装的生命周期
所有的产品包装都有生命周期，和传统的产品包装生命周期相比，绿色产品包装的生命周期不仅包括从包装设计、制造、装配、运输、使用到变成废弃品为止经历的所有时间，还包括从废弃后到再利用的时间。
2.5绿色产品的营销
绿色产品从生产者手中到消费者手中所经过的由众多执行不同职能、不同名称的中间商连接起来的通道，通过中间机构进行营销活动，绿色产品应在适当的时间，按照相应的价格进行配送与销售。产品的绿色营销因素体现在消费者购买和使用的时候，企业应该大力宣扬绿色产品较传统产品的优点，让更多的人加入到“绿色消费潮流”中，促进绿色消费。
3绿色理念在包装设计中的应用绿
色包装凭借自身独特的文化内涵和多元化的性能占据了很大的市场，它昭示了人类社会在长期的发展过程中，物竞天择、优胜劣汰的必然发展趋势。人们通过匠心独运的绿色设计理念设计出的包装更加简约时尚。就拿绿色包装在食品中的运用来说，绿色食品包装在生活中使用得很普遍，它在使用之后可以通过降解程序再回收利用，对人体的心理和生理机制都没有危害，绿色食品包装设计凸显出经济价值，绿色食品包装是绿色设计理念发展的必然趋势。有的绿色产品包装还可以供人食用，对人体有一定的营养价值。绿色食品包装在讲究环境效益的同时，也体现了产品的经济价值，必将推动“绿色消费浪潮”。
为解决由于人们过度追求产品包装所导致的环境污染和资源浪费问题，即包装中存在的生态学问题，世界环保组织曾呼吁所有人了解绿色包装设计的新内涵，绿色包装设计要减少包装材料的消耗，节约自然资源，包装容器可以经过回收再次填充使用，包装材料具有可循环使用的特性，并且可以在自然界的作用下降解。
在产品包装中引入绿色理念这一概念，使设计者在产品包装设计中产生许多绿色理念的构想，这种绿色包装不会污染生态环境，也不会危害人体健康，能循环使用，是一种可持续发展的包装物质。人类的新价值观将会使得绿色设计理念受到全人类的关注，成为人类社会发展不可缺少的具有深层价值的理念。
4结语
关键词:PHA PHB
随着科技的发展和社会的进步,世界各国对环境保护日益重视,处理废弃塑料垃圾这一课题已得到广泛关注。“白色垃圾”已成为棘手问题。可降解塑料成为了人类生产生活的需求。
目前研究和开发的可降解塑料主要有生物降解塑料,光降解塑料和光/生物双降解塑料。“生物降解塑料(biodegradab leplastics)”是指可在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下降解的塑料。
根据制造方法的不同,生物降解塑料可分为“微生物合成系”,“化学合成系”和“利用天然高分子系”。化学合成系是用化学方法合成生物降解塑料,主要有聚乳酸,聚己内酯和聚乙烯醇等。利用天然高分子系主要是利用淀粉和纤维素等天然高分子。
微生物合成系主要是指自然界中许多微生物在生长受限制的情况下,在体内积聚的作为能源和碳源物质的一类热塑性聚酯,聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoic acids,简称PHA）。
PHA可被多种微生物完全降解为CO2和H2O,是理想的生物降解材料。其性能与聚丙烯类似,能拉丝、压膜、注塑等。除可被生物降解外,还具有生物相容性,光学活性,压电性,抗潮性,低透气性等其他性能,可广泛应用于工农业和医学等领域。
目前已经发现的PHA至少有125种不同的单体结构,并且还在不断地发掘出新的单体;大多数微生物产生的PHA中的R为甲基即聚β-羟基丁酸酯(poly3-hydroxybutyrate,简称PHB)。PHB是发现最早,分布最广,研究最多的一种PHA。目前已经初步进入商品化生产阶段。
1、PHB的研究状况
由于PHB具有人类需要的多种优良特性,因此PHB的应用和价值也越来越大,其远景已得到国际社会的广泛认可,成为国际开发热点。1925年,法国人Lemoigne首次从巨大芽抱杆菌(Baeillusme qatherium)细胞中发现PHB。并于1927年将它首次从细胞中分离提取出来,标志着关于PHB研究的开始。50年代早期对其溶解性及分子量进行了研究,60年代报道了X-射线结晶图像。1962年,W.R.Grace&Co.提出了生产、提纯PHB的第一份专利。1982年英国帝国化学公司(简称ICI,现名Zeneca Bioproducts Business)以葡萄糖为原料,应用真氧产碱杆菌(Alealigenes eutrophus)生产pHB,将其商业化,命名为Bi op ol,细胞内PHB的含量为40%～80%,优惠价格为16$/kg,年产数千吨。国际上除ICI外,美国、德国、韩国、奥地利等国都在广泛开展这类研究。主要集中于形成规模化生产和降低成本及二次开发应用研究。
近些年来与PHB合成有关的微生物、生物化学、分子生物学以及PHB的物理化学性质的研究急剧增加,为其开发利用提供了理论依据。英国,韩国,日本处于领先地位。
2、PHB的生产菌株
微生物发酵生产是获得PHB的主要途径。聚β-羟基丁酸酯的生产工艺分发酵和后处理（提纯）两部分。PHB发酵流程:菌种摇瓶培养种子罐主罐。发酵在技术上又分两步进行,第一阶段主要生产菌体;第二阶段主要积累PHB。PHB后处理流程为:
发酵液预处理固液分离细胞PHB提取PHB纯化PHB
目前已经发现的能产生PHB的原核微生物包括光能和化能自养及异养型,有60个属以上。如:养产碱杆菌、肥大产碱杆菌、固氮菌属、巨大芽孢杆菌、极端嗜盐菌、球形红杆菌以及红色红球菌等等,其中真养产碱杆菌是研究最多的PHB生产菌种。随着基因工程技术在PHB研发中的应用,转基因大肠杆菌目前也成为PHB生产的重要工程菌种。
3、PHB的检测提纯方法
PHB的检测方法主要有染色法、气相色谱检测法、分光光度法、重量测定法和1H-NMR检测法。其中最常用的是染色法、分光光度检测法和气相色谱检测法。
染色法分为苏丹黑染色法和尼罗红染色法两种。其中苏丹黑染色法使用较多。尼罗红染色对PHB专一性较强,可使PHB与其他非PHB脂类化合物区分开。
重量分析法最早是由M.lemofgne创立的。他将细胞干燥后,用氯仿抽提,通过重量改变来测定PHB。此法误差较大,后来又将此法加以改进,先将细胞冷冻真空干燥或用丙酮充分洗涤,再用氯仿或二氯甲烷抽提PHB,再加入己烷或乙醚使聚合物沉淀,分离后干燥称重测定PHB含量。
气相色谱法是一种较新、较准确的PHB测定方法。该法的最大优点在于不需要将细胞内PHB高度纯化即可检测其PHB含量。这对于研究及生产都十分重要。但气相色谱法需要高纯度的PHB标准样品,还需要有价格昂贵的气相色谱仪。
分光光度法是利用次氯酸盐将细胞消化后,通过分光光度法测定PHB所造成的浊度来测定PHB含量,也可以利用热浓硫酸将细胞中PHB转化为丁烯酸,通过波长235nm处的光吸收来检测PHB的含量。
目前文献报道的从微生物细胞中分离提取PHB的方法包括有机溶剂萃取法、化学试剂法、机械破碎法和酶法。许旭萍等对球衣菌进行6种破壁方法进行研究,发现采用NaClO或SDS-NaClO混合处理提取PHB,都能够得到较高的提取率,但气相色谱分析结果显示后者提取获得的PHB纯度较高。而采用超声波处理、冻融法、氨法或表面活性剂法等破壁提取PHB,都难以得到较高的提取率。
参考文献
[1]张钦,赵裕蓉.化工新型材料,1999,6:3-8.
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[4]贺文楠,张增民,.高分子学报,1999,6:709-714.
[5]杨青,贺青,工业微生物,1997,27(4):44-47.
[6]洪葵等.微生物学通报,1998,25:110-113.
【关键词】生物包装材料；可降解；污染；环保
塑料制品具有不透气、不透水、耐酸碱、质量轻等特点和较高的强度、耐用度以及价格低廉等优点，从而成为包装业使用最为广泛的一种材料[1]。除生产企业外，零售商、农贸市场乃至街头巷尾的快餐摊点莫不以塑料袋、发泡塑料盒作为主要包装物。这些制品约有一半废弃在环境中，一般需要200年才能降解。另一类大量使用的包装材料是纸塑制品，这些纸塑制品使用后也大部分丢弃于环境中，即使在微生物的作用下，也需要80年才能够降解。这种难降解的塑料制品被丢弃于环境中所造成的严重后果是资源的巨大浪费和环境污染。
针对这一现状，科学家们提出了“环境包装”的概念，这种材料既要追求良好的使用性能，又要深刻认识到自然资源的有限性和尽可能降低废弃物排放量，并在材料的提取、制备、使用直到废弃与再生的整个过程中都尽可能地减少对环境的影响，是一种充分考虑到环境、生态和资源等因素的材料。这种材料具有节约资源、减少污染、对生态影响小、可再利用、可降解的特点[2]。
近年来，世界各国相继开发出一些降解塑料、生物材料，对各国包装材料行业的发展起到了很大的推动作用。而降解塑料（主要是在塑料中加入淀粉、纤维素、光敏剂、生物降解剂等添加剂）存在消耗大量粮食、不能消除视觉污染等缺点，而且塑料微料的存在使其在土壤中降解速度较慢，不能及时回收利用[3]。因此，降解塑料的应用前景具有局限性，最有开发潜力的是生物包装材料。
1、生物包装材料的分类
淀粉作为天然高分子物质，来源丰富，价格便宜。在微生物作用下分解为葡萄糖，最后代谢为水和二氧化碳，是一种取之不尽的可再生资源[4]。
天然植物纤维同样也是符合可持发展要求的可再生资源，它是地球上最丰富的碳水化合物。在自然界中可被微生物分解酶降解，作为植物或微生物营养源而被摄取[5]。
甲壳质是甲壳素和壳聚糖的统称[6]，大量存在于低等动物特别是节肢动物（如蟹、虾、昆虫等）的甲壳中，甲壳质纤维是自然惟一带正电荷的阳离子天然纤维。每年全球生物合成的甲壳素高达数百亿吨，产量仅次于天然纤维素，是地球上第二大生物高分子资源[7-8]。
2、生物包装材料的应用
近年来，人们以天然生物材料制作包装原材料，或从天然生物材料中提取制作包装材料的原料，研制新的生物包装材料，这些生物包装材料一经问世，便显示出其强大的生命力。
2.1淀粉基生物包装材料
近年来，改性淀粉的生物降解或可溶性的降解塑料，已成为淀粉基材料研究开发的热点。淀粉基材料可用作油炸快餐食品的包装、一次性食品用袋和纸包装的外层膜等。
淀粉基聚乙烯醇是淀粉基包装材料的典型代表。它在制膜前对淀粉进行处理，也就是在挤压机中进行“无序和塑化”或进行化学改性，加入一定量的增塑剂淀粉，再与聚乙烯醇或聚乙酸内酯共混可得到透明的膜。膜中的淀粉部分会生物降解，剩余部分在堆积过程中降解。淀粉-聚乙烯醇膜有中等阻气性能，机械性能比合成多聚物的膜差一些，可在食品一次性用袋方面代替低密度聚乙烯包装。实验表明，淀粉基材料对微生物的生长没有促进作用，并且包装外的细菌不会透过而进入包装内，说明淀粉基材料具有长期包装的潜力。
玉米是一种美味又有营养的淀粉食物，还被广泛用于制造甜味剂和动物饲料。随着技术的进步，将玉米中的糖分提炼出来，经过发酵、蒸馏、萃取，得到制造塑料和纤维的基础材料，基础材料再被加工成直径只有4.57mm的聚交酯（PLA）细微颗料。最后，这些小颗料被制成包装袋、泡沫塑料或餐具。
2.2纤维素合成材料的应用
纤维素是多羟基葡萄糖聚合物，经过特定的物理和化学改性后具有不同的功能特点，可以粉状、片状、膜状、纤维以及溶液等不同形式出现，它同时具有价廉、可降解和不污染环境等优点。因此，用纤维素开发的功能材料极具灵活性并有广泛的应用。
用纤维素合成的各种生物降解材料，由于其大分子链上有许多羟基，具有较强的反应性能和相互作用性能，因此，这类材料加工工艺比较简单，成本低，加工过程无污染；能够被微生物王全降解；纤维素材料本身无毒，可得到广泛应用。由于纤维素分子间有强氢键，取向度、结晶度高，不溶于一般溶剂，因此不能直接用来制作生物降解材料，必须对其改性。纤维素改性的方法主要有酰化、醚化以及氧化成醛、酮、酸等。
用稻草加工成的稻草板，具有节能、保温、隔热、隔音等功能，透气性好，冲击强度高，且防水和抗震性明显高于传统材料制品；另外，稻草板用作包装材料，其单位质量是同体积纸板材料的1/10，具有明显的优势。
除了稻草外，国内还利用其它草浆为主要原料，开发出一次性餐具专用纸板。采用化学助剂优化应用技术提高草浆质量，保证草浆接近制造餐具纸板的各项物理性能，表面又进行了适合于食品包装的加工处理，使成品具有抗热水、不渗漏、不分层、抗油及热封等功能。
2.3蛋白质膜材料
用植物蛋白质制得的膜尽管不是完全疏水的，但有较好的阻湿性能和阻氧性能，并可挤压成型；其阻氧性受环境湿度影响较大，可在成膜时与脂质复合，提高阻氧稳定性，以应用与提高含油量食品的储藏。
小麦面筋蛋白膜已用来涂布油炸花生和炸鸡，这种膜有合适的阻氧性能，但对二氧化碳却有充分的通透性，适合于需要呼吸作用的新鲜产品，并且对芳香物质透过率是低密度聚乙烯膜的1/10，有利于保存食品风味。
动物来源的蛋白质用于制膜主要用胶原蛋白、乳清蛋白和酪蛋白。胶原蛋白膜是应用较多的可食性蛋白膜，低湿度下阻氧性好，以作为香肠的肠衣广泛使用；乳清蛋白膜可减少氧气的透过，与乙酚单甘油酯复合涂布与冷冻大马哈鱼与焙烤花生上可明显降低其氧化速度，也可将少早餐食品中的水分迁移；酪蛋白与脂肪的复合膜可应用与新鲜蔬菜、干果、冻雨的保藏，能够减少水分迁移和油脂氧化。
2.4甲壳素及壳聚糖复合材料
用甲壳素加工制备的包装材料，有良好的透气性能，吸水保湿性也好。该材料还具有较好的化学稳定性、耐光性、耐药品性、耐油脂性、耐有机溶液性、耐寒性等，其稳定性优于纸张。由于甲壳素来源于生物体结构物质，与人体细胞有很强的亲和性和生物相溶性，可被体内的酶分解而吸收，对人体无毒性和副作用，能有效地保护人体免受自然界的微辐射、重金属离子等对皮肤的侵害，可用于制造纺织品。
通过对甲壳素和壳聚糖进行化学修饰与改性，来制备性能独特的衍生物，已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。目前，国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出，应用产品已达五百种以上。美国、日本、意大利、挪威、印度和韩国等国相继建立甲壳素壳聚糖生产厂，其中日本和美国是主要生产国家，同时又是主要的消费国。
2.5其它生物包装材料
英国科学家从制作生物聚合物的细菌中，提取了3种能产生塑料的基因，再转移到油菜的植株中，经过一段时期便产生一种聚合物液，再经提炼加工后，便可得到一种油菜塑料。用这种塑料加工制成包装材料或小儿尿布，弃后能自行化解，无污染残物。目前因为从微生物中提取多聚物成本很高而不能广泛使用，如果能通过扩大生产规模、改变工艺来降低成本，这将是一种很具潜力的多聚物。
巴西开发出一种新的环保物质“生物泡沫塑料”，可取代现有泡沫塑料。新物质的70%是由粟米、大豆和蓖麻的油制品提炼而成，而石油成分仅占30%。生物泡沫塑料可用作轻型包装材料，不到两年内化解在大自然中。
在我国，新型生物包装材料的研制也取得了一定的成果。如湖北武汉富拓环保包装材料公司和武汉金丰环保塑料公司，已经掌握了将变质粮食加工成防震减压包装材料的技术，不仅为我国变质粮找到了出路，也成功地探寻了包装材料替代之路。此外，他们还能够将甘蔗渣、麦草和废报纸等加工成金黄色、橘黄色、浅灰色等各种各样的防震减压包装材料。经检验表明，这种材料的性能不比发泡塑料逊色，目前只需在减轻重量方而做进一步研究。
一、我国生态环境现状 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
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-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。
