我国塑料污染生命周期管理分析与建议

申宸昊, 邓义祥, 张嘉戌, 张承龙

1.中国环境科学研究院水生态环境研究所, 北京 100012 2.上海第二工业大学电子废弃物研究中心, 上海 201209 3.隧道股份上海城建市政工程(集团)有限公司， 上海 200065

塑料具有稳定、廉价、易于包装和携带等良好特性，是重要的工业基础材料和生活用品. 自20世纪50年代以来，全球塑料使用量急剧增长，塑料已成为人类生产生活不可或缺的重要组成部分，同时也带来了严重的塑料和微塑料污染[1]. 第一、二、三届联合国环境大会分别通过“海洋塑料垃圾与微塑料”专项决议，从不同的角度商讨海洋微塑料污染的解决方案，并呼吁各国积极应对这种新污染物带来的风险[2]. 2019年第四届联合国环境大会通过最新微塑料决议，以创新为核心，鼓励各国加强合作，评估微塑料的来源，并从塑料的全生命周期过程中实现可持续管理，杜绝微塑料进入海洋[3].

生命周期评价(life cycle assessment，LCA)是指对产品系统全生命周期各阶段的能源资源消耗、污染排放等指标进行定量化汇总、分析和评价，定量识别废弃产品的环境影响，从而在废物回收处理和资源化再利用方面取得最大的环境效益和经济效益. 对产品进行生命周期评价的范围是从产品的原材料获取到能源和材料的生产，再到产品制造和使用，最后到产品生命末期的处理，以及最终的处置等[4].

借鉴生命周期评价的理念，该文将塑料制品的生命周期划分为“原料—生产—分销—倾倒—回收(处理)”5个阶段，梳理分析我国在各阶段中涉及(微)塑料减量化的立法以及专项行动. 借鉴欧美发达国家微塑料管理的最新实践，针对各生命周期阶段，提出了我国微塑料减量化政策建议，以期从塑料制品生产、使用到回收实现全过程管理，最大限度地控制塑料污染.

1 塑料制品生命周期和环境影响

从塑料的生产、使用到废弃、回收，考虑塑料生命周期的每个环节因其本身特性或人为因素造成对环境的损害，将塑料制品生命周期分为以下5个环节进行分析(见图1).

图1 塑料制品生命周期环节Fig.1 Life cycle of the plastic products

塑料制品在生命周期各环节因塑料形态和处理方式的不同，对环境造成相应不同的影响. 塑料制造过程、生产现场或运输过程中，可能会存在塑料颗粒泄露、原料污染等问题. 以塑料袋为例，塑料袋通常由聚乙烯制成，聚乙烯使用汽油和原油生产[5]，全球约4%的石油用于塑料的生产[6]. 原始材料生产过程中，可能会因生产工艺缺陷等问题造成污染物排放到环境中. 在合成树脂、合成纤维等行业，树脂颗粒、塑料纤维等生产原料也存在泄漏到环境中的现象. 研究表明，塑料工业生产过程中有大量的塑料颗粒泄露到环境中，如在英国，每年塑料的泄漏量估计为5.00×109～5.30×1010粒，相当于塑料颗粒总产量的0.001%～0.010%[7]. 泄露到环境中的塑料颗粒作为微塑料污染的原生来源直接进入海洋、土壤等自然环境，其被动物摄食后在体内富集，严重危害其生命安全，并最终通过食物链进入人体.

塑料制品生产过程中，往往需要加入添加剂以得到更好的使用性能. 在欧盟，39.5%的塑料用于生产塑料包装[8]，塑料袋主要由轻透的低密度聚乙烯(LDPE)粒料制成. 高密度聚乙烯(HDPE)生产出的塑料袋更厚实、耐用，通常添加抗静电剂和着色剂以获得更好的使用性能[9]. 塑料中常见的添加剂有双酚A(BPA)、多溴二苯醚(PBDE)、多溴联苯(PBB)、邻苯二甲酸酯等. 邻苯二甲酸酯常作为增塑材料添加到玩具中如婴儿的出牙嚼器，若通过吮吸进入婴儿体内将严重影响正常发育. 塑料生产过程中添加剂的泄露或不当使用，将使其直接进入环境造成人体功能障碍或内分泌系统紊乱. 充分地循环利用废弃塑料制品是减少污染、实现资源再利用的最好途径. 但在推行循环利用工作时，可能会因行业的特殊情况而难以形成规模.

塑料产品在分销和使用时，需要有相应的管理规定进行约束和限制. 我国为了限制一次性塑料袋、餐具等一次性用品的大量使用和避免浪费，出台了相关限制令，通过经济手段有效调控塑料产品的分销. 相关规定对塑料产品的生产规格提出了要求，以提高塑料产品的使用寿命或增加可循环使用性.

废弃的塑料制品若被随意丢弃到环境中，或混在生活垃圾中得不到合理的处置，将造成严重的环境污染. 丢弃在土地上的塑料垃圾会导致土壤生产力下降，增加家畜误食塑料的危险；进入水体中的塑料可能因误食、缠绕等原因危害水生生物生命. 国内外已出台相关的条例、公约，防止塑料垃圾被大量投弃入海. 塑料产品被使用废弃后，减少随意丢弃，进行合理、正规的回收处置至关重要. 政府层面除制定约束性的管理规定外，对生产企业和普通居民也应该进行正确的引导，使正确回收塑料垃圾、减小污染成为习惯.

2 我国塑料污染生命周期管理现状及存在的问题

2.1 原料和微塑料初生源泄露

环境中树脂颗粒的存在主要是由于在塑料制品生产过程中携带树脂颗粒的废水排放，或树脂原料在运输过程中的泄露[10]. 目前我国已经制定了诸多针对不同化工行业的废水排放标准，如GB 31571—2015《石油化学工业污染物排放标准》[11]适用于生产合成树脂、合成纤维以及合成橡胶的行业，规定了工业废水中悬浮物、总铅、总汞等多个指标的排放限值，但是没有专门针对或涉及塑料聚合物的指标. 其他标准如GB 15581—2016《烧碱、聚氯乙烯工业污染物排放标准》、GB 31572—2015《合成树脂工业污染物排放标准》等涵盖了不同类型的塑料制品生产行业，但废水排放指标中也都未包含某种类型的聚合物.

当前微塑料的环境赋存状况调查已将微塑料污染矛头指向污水处理厂尾水或污泥排放. Li等[12]对我国11个省份的污水处理厂污泥成分进行了分析，发现污泥中微塑料的最高含量为5.64×104个/kg，主要微塑料类型为纤维状. Carr等[13]调查了污水处理厂污水中微塑料的含量，发现当前污水处理工艺对微塑料具有较好的清除效果，同时也发现污水中微塑料的存在与化妆品(含塑料颗粒)的使用有关. 上述调查结果表明，污水及污泥的排放已经成为微塑料污染的主要来源，因此在废水排放标准中纳入微塑料检测标准、不同类型树脂的排放限值成为微塑料污染防治的当务之急. 此外，由于微塑料主要被活性污泥所拦截[13]，应加强污泥的综合管理，并在污泥无害化检测指标中加入微塑料检测指标. 检测指标的增加将提高工业生产成本，因此标准的改进需依据微塑料的切实环境影响，同时考虑经济效益与环境效益的平衡.

2.2 设计及生产

在塑料制品设计及生产环节，我国出台了大量法规、政策，不仅涉及废塑料的加工、循环利用，也对可降解塑料的生产流通作出了详细的要求. 除通过政策文件进行约束和监管外，我国还发起了一系列如“散乱污”清理行动、禁止洋垃圾入境等专项行动计划.

2.2.1设计过程

可降解塑料取代广泛使用的不可降解塑料已成为塑料污染治理的关键. GB/T 20197—2006《降解塑料的定义、分类、标识和降解性能要求》[14]规定了光降解塑料、生物降解塑料以及可堆肥塑料三类降解塑料. GB/T 32163.2—2015《生态设计产品评价规范 第2部分：可降解塑料》[15]针对6种可降解塑料产品的全生命周期过程，提出了衡量可降解塑料全生命周期绿色程度的指标，包括生物降解率、包装降解度以及重金属含量等. 但很多的可降解塑料在严格的试验条件下才能完全降解，在自然环境中只能破裂成微塑料，对海洋生物的危害并没有减少. 根据欧盟《生物可降解塑料与海洋垃圾》[16]，某些生物降解塑料袋只能在50 ℃工业堆肥条件下才能完全降解为水、二氧化碳等产物，自然环境中难以具备这样的条件. 因此，我国目前应尽快修订可降解塑料相关标准，重新定义可降解塑料的降解条件及指标，并以微塑料为降解产物重新评估可降解塑料的生态风险，谨慎推广可降解塑料制品.

2.2.2生产过程

废塑料加工行业的污染控制主要依据《废塑料加工利用污染防治管理规定》[17]，该规定禁止废塑料加工企业将加工过程中产生的残余垃圾移交给不符合环保要求的单位或个人，强调无害化处理残余塑料垃圾，同时该规定中部分条款也禁止企业加工国家禁止进口的废塑料. 我国自2021年1月起禁止进口包括塑料垃圾在内的所有固体废物[18]，有效切断了“散乱污”企业的原料供给. 近年来，生态环境部加大了对“散乱污”企业的查处力度，塑料加工行业被列为“散乱污”企业综合整治的重点[19]. 专项清理行动将规范废塑料加工行业生产流程，减少化工废水直排，从而降低微塑料的泄露.

《循环发展引领行动》[20]和《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》(简称《指导意见》)是我国落实“十三五”规划纲要、促进我国循环经济发展做出的制度安排. 《指导意见》将废塑料列为再生资源产业发展的重点领域，鼓励低价值塑料的再生利用，逐步减少填埋[21]. 同时，《指导意见》提出了具体回收目标，至2020年，国内产生废塑料的利用规模达到2.3×107t. 《循环发展引领行动》[20]包含了循环发展综合目标，提出2020年废物的循环利用率较2015年提升7%，但未列出具体的塑料废物再生目标. 因此，应进一步完善废塑料循环指标的评价体系，加强开发高值化利用技术，尽早将废塑料的回收利用纳入专项回收目标中.

塑料农膜作为微塑料的来源之一，近年来已得到学术界的证实，并得到了我国政府的高度关注. 2018年新修订的GB 13735—2017《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》[22]，将地膜厚度从0.08 mm提升至0.10 mm，通过提高地膜的机械强度以提高农膜的重复利用和回收便利性. 我国已在西北地区开展塑料农膜试点回收工作，但由于农膜回收价值较低、回收主体不明确等因素[23]，塑料农膜回收难以形成市场机制. 此外，塑料农膜的回收责任划分也制约着农膜的广泛回收. 根据生产者责任延伸制度，企业应承担回收责任，但由于回收体系建设复杂以及回报低等问题，法令难以得到有效实施. 因此，农膜回收工作应注重“政府主导、企业管理、消费者参与”的原则，针对不同地区的发展差异制定相应的管理规定，综合调动各环节行使相应的责任和义务，通过强制与经济措施的综合运用，在不同地区建立差异化农膜回收机制.

2.3 分销及使用

塑料的分销及使用环节是我国当前塑料污染防治的重点领域. 2008年国务院办公厅发布了《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》(国办发〔2007〕72号)(简称“限塑令”)，规定零售商不能免费向消费者提供塑料袋，塑料袋售价应高于成本. 该规定在短期内取得了良好的效果，降低了一次性塑料袋的使用量，但该政策发布至今仍未修订，已不能匹配当前经济的发展. 2019年，海南省发布《海南省全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品实施方案》[24](简称“禁塑令”)，计划建立《海南省禁止生产销售使用一次性不可降解塑料制品名录(试行)》，至2025年底将一次性不可降解塑料制品纳入名录中，具有良好的示范作用. 但由于目前塑料制品的替代能力不足，且部分替代产品已被证实在环境中不易降解[25]，因此海南“禁塑令”效果仍充满未知. 此外，全面禁止应充分考虑塑料产品的实际使用情况，分领域分阶段逐步进行，对于需求量大、与生产生活关系密切的塑料消费品，应优先考虑通过经济手段进行调控，重点强调其回收利用. 《上海生活垃圾管理条例》[26]规定自2019年7月1日起，旅游及酒店行业不得主动提供牙刷、剃须刀等一次性生活用品. 该政策以旅游业为杠杆，逐步改变消费者对一次性用品的依赖.

经历了地方政府关于废塑料制品治理的率先实践，国家发展和改革委员会、生态环境部于2020年1月出台了最新的塑料污染治理计划，即《关于进一步加强塑料污染治理的意见》[27]. 该意见指出，在逐步取缔不易回收的塑料制品、强化现有政策的基础上，进一步加大绿色产品替代，探索新模式以减少部分领域的塑料制品消耗，还强调加强塑料垃圾的末端处置能力，针对港湾、海滩等重点领域以及农膜、渔具等重点对象开展塑料垃圾专项治理行动. 在绿色产品替代，尤其是对一次性塑料替代品的研究方面，我国起步较晚，尚存在管理机制不够完善、公众参与度不高等问题[28].

2.4 塑料垃圾倾倒

防止塑料垃圾的随意丢弃是源头削减微塑料污染的有效途径. 我国已出台多项法律和管理条例从宏观角度对固体废物的陆海倾倒、职能部门的工作划分、企业的主体责任等问题确立了指导原则. 《固体废物污染环境防治法》[29]对工业固体废物、危险废物以及生活垃圾的环境污染防治做了一般性规定，由于市政垃圾因不同地区发展的差异难以明确其组分，因此该法律难以针对塑料废物管理做出明确指导.

目前我国针对海源垃圾的管理立法主要涉及船舶垃圾的倾倒、岸边垃圾的管理以及海岸工程污染等领域，其中《防止船舶污染海域管理条例》[30]特别规定塑料制品不得投弃入海，《中华人民共和国海洋倾废管理条例》[31]也特别将渔网、绳索、塑料制品以及人工合成物列为禁止倾倒的物质.

2.5 塑料垃圾处理及回收

我国塑料制品的使用量庞大，源头减量工作虽已展开，但减量效果仍需进一步观察，塑料垃圾的末端处置仍为全生命周期管理的重要环节. 我国目前缺乏针对塑料垃圾的专项管理政策，塑料垃圾的处置只能依托城市生活垃圾的综合管理，处置方法包括垃圾分类、填埋、堆肥和焚烧.

垃圾分类是提高塑料垃圾回收率、实现资源化的有效途径. 2017年国家发展和改革委员会与住房和城乡建设部联合发布《生活垃圾分类制度实施方案》[32]，上海、厦门等地先后将生活垃圾分类制度纳入法治体系. 上海市制定了《上海市可回收物回收指导目录(2019版)》[33]，将高低价值的可回收废塑料和不可回收废塑料的种类进一步细化分类.

填埋所依据的标准GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》[34]，对填埋场的选址、施工设计以及废物的入场等提出了要求. 根据该标准，混合生活垃圾中的塑料垃圾可以通过填埋进行处置. 堆肥是通过微生物将有机物转化为腐殖质，只能应用于生物可降解塑料. 而有关资料表明，可堆肥塑料在自然环境中降解率低，且与传统塑料混合回收会降低再生塑料的性能[35]，因此市面上出现的可堆肥塑料对于塑料制品的替代作用尚不理想.

3 国外塑料污染生命周期管理对我国的借鉴

从塑料生产、销售使用到回收各环节，对国外各地区的塑料污染管理措施进行了归纳总结(见表1).

表1 国外部分塑料生命周期管理措施

续表1

总体来看，国外塑料管理基本上覆盖了塑料污染生命周期管理的全过程. 从生产端来看，目前主要侧重于对微塑料初生源，特别是含塑料微珠的水洗类化妆品的管理和控制；从销售使用端来看，除针对含塑料微珠的水洗类化妆品的禁止销售以外，其他主要是采取征税的方式，或者在商品流通环节禁止提供不可降解的塑料袋，以及采用征收环境税的方式来限制塑料袋的使用；从回收环节来看，除一些强制性规定的回收比例以外，主要通过保证金、押金返还等措施来提高塑料垃圾的回收比例，当然保证金和押金类的措施并不适用于塑料袋等回收价值较低的产品.

就一次性塑料袋而言，大多数国家颁布的禁令与材料含量和厚度有关，极少数国家采取宽泛的税收控制措施来激励由可再生材料制造塑料袋. 出台的法规类型较为多元，其中体现“污染者付费”原则的征税制度效果较好. 当前我国针对塑料袋实行的是禁令与收费相结合的方式，南非塑料袋管理模式和爱尔兰塑料袋征税模式对我国具有一定的借鉴意义. 将禁令形式保留，即禁止不易回收的较薄塑料袋的生产，但要科学认定禁止塑料袋的厚度范围，同时根据消费者对塑料袋的使用趋势调整税率的大小. 欧盟提出的禁止10类一次性塑料制品的使用为我国微塑料管理提供了蓝本，对塑料棉签棒、光降解塑料等在我国环境管理中较少考虑的塑料制品的管理应提上日程. 此外，其他一些欧盟行动实践，例如完善塑料制品的标签规范、针对特定类型塑料制品设置再生目标、明确生产商在垃圾处理回收中的地位等，对我国微塑料管理政策制定具有重要参考价值.

除以上针对微塑料管理的政策法规外，一些地区的相关战略行动计划同样值得借鉴. 欧盟在2018年1月16日制定了“欧盟塑料战略”，该行动计划将橡胶轮胎摩擦尘埃、纺织物以及油漆作为微塑料治理的方向，而这些正是诸多微塑料源头解析工作中发现的微塑料重要来源[46].

4 我国加强塑料污染生命周期管理的政策建议

4.1 我国塑料污染生命周期管理框架

对我国当前塑料管理体系的分析表明，我国塑料污染管理已逐步得到重视，但距离全过程的生命周期管理仍有一定的差距. 借鉴国际社会塑料污染管理的经验，从原材料泄露、生产过程、分销和使用、倾倒管理和回收处理环节，提出我国塑料污染生命周期管理框架(见图2).

图2 我国塑料污染生命周期管理框架Fig.2 Framework of China′s plastic pollution life cycle management

4.2 原料和微塑料初生源管理

在源头控制方面，政策法规制定部门应结合国际层面及部分国家、地区针对微塑料的管理进展，全面了解我国个人护理品行业的生产及进口规模[47]，考虑出台专项法律，禁止在化妆品、研磨材料等部分商品中添加塑料微珠. 橡胶轮胎摩擦和化纤衣物造成的微塑料污染也应纳入控制策略的制定. 除了国家管理部门的统筹规划外，还应充分发挥广大人民群众的作用. 政府应鼓励洗衣机厂商设置塑料纤维拦截设施，减少遗漏；鼓励衣服厂商采取面料防脱处理，设置纤维长度与密度对脱落影响的最小参数等；呼吁消费者尽量选择棉质衣物、使用衣物柔顺剂清洗衣物等. 末端减量方面，市政部门应研究最大化拦截微塑料的废水处理工艺，严格限制污泥的随意堆放，建议在污泥无害化评估中纳入微塑料指标，并将微塑料纳入污水处理厂出水控制指标.

4.3 塑料生产过程

塑料生产环节主要包括塑料加工、废旧塑料的循环利用以及生产使用可降解塑料等. 在塑料加工方面，应持续加强对“散乱污”企业、无环保资质的塑料加工企业的整治力度，清除违规生产塑料制品的小作坊. 市场监管部门应进一步严格落实“限塑令”，加强对塑料生产企业的监管，严格禁止违规塑料袋的生产，同时考虑塑料袋厚度与其使用次数的关系，源头减少塑料袋的产生. 在循环利用方面，应因地制宜、循序渐进，结合不同地区、不同产品的差异性，设置切实可行的塑料废物回收目标. 也可参照欧盟模式，对塑料瓶等特定的塑料产品分阶段设立再生目标，考虑对塑料再生企业及使用再生塑料的生产企业实行补贴机制. 在可降解塑料方面，应谨慎推行生物降解、光降解或堆肥塑料的开发使用，以微塑料为降解产物评估可降解塑料的实际环境效益.

4.4 塑料分销及使用

“限塑令”颁布以来我国已取得明显的成效，为了进一步实现塑料的源头减量，应总结当前的经验，同时考虑通过禁令与征税相结合的方式对塑料袋的过度消耗进行控制. 还应考虑到新兴的电商行业、外卖行业等对塑料产品的依赖，研究适用于这些特殊行业的塑料产品限制使用政策，通过提高法律效力、扩宽管理范围等措施完善现有塑料袋管理制度[48]. 除了控制塑料袋的使用数量，也应加大对一次性塑料袋替代产品的研发，对可能的替代品也不可盲目推广，需要充分评估其环境影响. 针对其他一次性塑料制品，可参考欧盟相关法律限制的对象，例如塑料气球棒、湿巾、塑料棉签等，结合我国的生产使用实际，出台相应的限制性规定.

4.5 垃圾倾倒管理

除了贯彻落实禁止废物随意倾倒的法律法规外，相关部门还需加大监管力度，加强对内陆水体、海洋等区域垃圾倾倒行为的打击力度，同时加强对现有水体垃圾的捕捞. 由于海洋垃圾具有跨界性，应加强与海上邻国合作，减少海洋垃圾跨界输送对于海域垃圾监管的影响.

4.6 塑料垃圾回收及处理

随着垃圾分类政策的实施，城市生活垃圾处理的无序状态有望得到缓解，后续仍需加大对垃圾分类专项资金的投入，在涉及垃圾分类的各部门之间设置沟通联合机制，形成政策实施长效机制，逐渐形成可回收垃圾资源化产业链. 针对塑料垃圾回收、处理环节，可考虑实施生产者责任延伸制度，通过法律约束，延长生产者、销售商、消费者等塑料产品生命周期全过程所涉及的利益主体对塑料垃圾的回收、处理责任，以减轻政府对塑料垃圾回收、处理的负担，同时促进各利益主体从自身角度减少塑料产品带来的污染[49]. 此外，应以垃圾分类为前提，限制或禁止含有特定比例塑料的垃圾进入填埋场处置或焚烧厂焚烧. 对于可堆肥塑料，应以微塑料为降解产物，综合评估可堆肥塑料的环境影响.

5 结论

a) 根据塑料制品的生命周期，应从“原料—生产—分销—倾倒—回收(处理)”5个环节实行全过程管理，目前我国在各环节均采取了相关的管理措施，包括立法、开展专项行动等，但是仍存在塑料污染管理尚未实现生命周期全覆盖、某些法律法规缺乏实施细则以及部分政策难以落实等问题.

b) 国外已经初步建立了塑料制品全生命周期管理，虽然塑料微珠、油漆涂料、研磨产品已具有一定的管理政策，但是具体的措施仍在研究制定中. 国外针对微塑料次生源的税收政策、完善塑料制品的标签规范、针对特定类型塑料制品设置再生目标、明确生产商在垃圾回收处理中的作用等，对我国微塑料管理政策的制定具有重要参考价值.

c) 为加强塑料污染控制，建议实行塑料污染全生命周期管理，从塑料原料管理、设计生产、分销使用、塑料垃圾倾倒和塑料垃圾回收及处理5个方面，加强塑料和微塑料源头控制，提高塑料和微塑料回收和循环利用水平，注重塑料制品绿色替代，严控塑料垃圾倾倒，并减少塑料垃圾回收利用时对环境的二次污染.