《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第三篇 包裝材料及容器

第一章　包裝材料及容器概論

第三節　綠色包裝工程與環境保護

一、綠色包裝工程的概念

“綠色包裝”和“綠色包裝工程”是近幾年在全世界環境污染日趨嚴重的情況下提出的新概念。眾所周知，包裝不但為人類健康和社會進步提供了必不可少的條件，而且在保護產品、加速物流、方便使用、促進銷售等方面起著重要作用。與此同時，包裝也消耗了大量的材料，并造成了令全世界頭痛的廢棄物問題。隨著經濟和消費水平的增長，產品包裝廢棄物所產生的垃圾問題已成為環境污染的重要來源之一。以往掩埋處理垃圾的方式面臨著無地可埋的危機局面，同時也對環境造成污染的危害；比較先進的焚燒方式存在著興建焚燒爐耗資巨大及廢氣廢渣再次污染環境等問題。因此，如何有效地減少包裝廢棄物，節省資源和能源消耗，便于回收，減少環境污染，保護生態環境就成了世界各國包裝工業關注的熱點。綠色包裝工程就是在這種形勢下提出的新概念。用一句話概括，綠色包裝工程就是為了減少污染、保護環境而采取的減少包裝廢棄物數量并使之利于能源和資源回收的一系列措施、技術和法規。顯然，綠色包裝工程是一個系統工程。

二、人類面臨的環保問題

為了更深入地了解包裝廢棄物處理問題的迫切性，首先要了解人類面臨的環境污染問題。

全球的環境污染是由于發達國家追求富裕的生活和發展中國家要改變貧困面貌引起的。環境污染包括廢棄物、全球氣候變暖、臭氧層被破壞、酸雨、森林減少、熱帶雨林被毀壞、綠色面積減少、野生動植物滅絕、大氣和水污染等問題。

（一）溫室效應

由CO2等工業廢氣造成的溫室效應逐年加劇，地球逐漸變暖。工業增長和能源消耗使大氣中的CO2濃度以年增長率0．4％的速度上升。18世紀工業革命時，大氣中的CO2濃度為2．8×10－4g／cm3，而現在達到3．5×10－4g／cm3。C02增加的原因是使用礦物燃料（石油、煤、天然氣）及森林的破壞。國際能源協會的報告說，到2005年，大氣層中的CO2濃度將達到5．25×10－4g／cm3，地球的平均溫度將上升1℃，而21世紀末將上升3℃，屆時海平面將上升1m。許多沿海城市和低陸國家將被海水淹沒。成千上萬的人將淪為難民，流離失所。

（二）臭氧層變薄

在地球大氣層的外層有一層臭氧層，它能過濾掉太陽光輻射中波長為280～320nm的紫外線，從而保護地球上的人類和動植物。據預測，臭氧量每減少1％，紫外線輻射到地球表面的量將增加2％，因而使人類皮膚癌的發病率明顯增加。

臭氧層變薄的主要原因是使用氟利昂等氟氯烷化合物。為了防止臭氧層進一步受到破壞，1989年1月1日生效的蒙特利爾協議宣布，1998年將氟氯烷的用量降到1986年的50％。該協議在1990年又進行了修訂，修改后的協議要求到2000年完全取消氟氯烷的生產和使用。

（三）酸雨

空氣中的S02是造成酸雨的罪魁禍首。S02是由含硫的燃料燃燒生成的。1985年全球有50％的森林受到酸雨危害。據監測，熱帶森林每年被破壞的面積達1．7億公頃。預計到2000年，全世界40％的森林將受到破壞。其中，德國、捷克斯洛伐克、波蘭、匈牙利、加拿大、美國、日本都為酸雨所害。

造成酸雨的另一個原因是氮氧化物。氮氧化物還是光學煙霧的主要成分。這種煙霧對植物生長及人肺都有害。

三、包裝廢棄物處理技術

（一）城市垃圾和包裝廢棄物

城市垃圾主要由工業垃圾、城市建筑垃圾、生活垃圾、醫院排放垃圾等組成。其中，包裝廢棄物占生活垃圾的很大部分。據資料報告，日本1993年垃圾4997．2萬噸，比1984年增加16．1％，在東京，垃圾凈重的21％、體積的56．6％是包裝廢棄物。這些垃圾的73．9％用焚燒方式處理，21．6％掩埋，其余4．5％化為肥料。美國環境保護署的報告說，美國固體垃圾1974年為1．15億噸，其中包裝廢棄物占20％，并以每年3％的速度增長，據資料統計，1990年，美國有半數以上的城市已經沒有填埋垃圾的場所，城市固態廢棄物處理面臨危機。由于向海洋傾倒垃圾，每年至少有200萬只海鳥和10萬只海洋哺乳動物死亡。一家海洋研究機構報告說，全世界海洋中有30％的魚類吞食了塑料碎片，它們將因腸梗阻而瀕臨死亡。

（二）包裝廢棄物回收再生技術

當前包裝廢棄物回收再生技術包括資源回收和能源回收兩個方面。主要針對塑料包裝廢棄物。資源回收可分為重復使用回收；對回收的塑料瓶、薄膜等分類進行熱加工、重新造粒，與新的樹脂混合使用，即用加熱法或機械方法回收；通過化學反應使高分子裂解為小分子加以回收，即化學回收。能源回收主要是回收焚燒時產生的熱能。還有一類生物分解塑料的開發研究也屬于包裝廢棄物處理技術的范疇。生物降解塑料是指在自然界微生物的作用下可完全分解為低分子化合物的塑料材料（包括高分子化合物和配合物）。生物降解技術可以使塑料包裝廢棄物重新進入自然界的物質循環。

（三）減量包裝

減量包裝概念的含義是在確保包裝保護功能的前提下盡量減少包裝材料的體積和重量，節省資源和能源的消耗，減少環境的污染。從應用包裝材料達到包裝目的觀點來看，把具有不同性能的各種材料復合在一起，容易實現各種包裝功能，如紙／鋁／塑復合材料；但從節省原料和能源、方便回收的觀點來看，使用單一品種的材料有利于回收和再生使用。這就產生了矛盾。迄今為止，尋找一種行之有效的方法，使二者相互協調還非常困難。在這個意義上說，減量包裝是行之有效的方法。因此，這個新概念一經提出就受到包裝界的普遍歡迎，并付諸實施，卓有成效。表3－1－3列出了從1970年至1990年各種包裝材料和包裝容器重量減少的情況。

表3－1－3　減量包裝材料與容器現狀

包裝重量的減輕為回收廢棄物帶來了困難。因而必須考慮包裝廢棄物回收中的經濟效益。一般來說，對于40～400g的硬質容器（玻璃、金屬、塑料）回收其材料，重復利用資源是適宜的；而對于1～10g的袋、盒、復合材料等廢棄物，回收其能量則是經濟可取的途徑。

四、法規與綠色包裝設計

盡管代價昂貴，但世界發達國家政府仍然制訂了越來越嚴格的法律加強包裝廢棄物的管理和回收，限制或禁止不可回收包裝產品的生產。這些法規成為實施綠色包裝工程的強大推動力和包裝設計中必須遵循的準則。甚至成為某些國家對外貿易的貿易壁壘。

例如，美國頒布的資源保護和再生法（RCRA）要求全部回收8盎司到5加侖的塑料瓶，美國環境保護署要求在薄膜生產中至少要使用25％的回收再生樹脂。要在包裝上或標簽中設置材質標志和回收標志。對不按規定隨便丟棄的包裝廢棄物和不可回收包裝征收高額的環境保護稅。迫于環保的壓力，美國最大的快餐店（麥克唐納）宣布放棄使用發泡聚苯乙烯飯盒。美國已在47個州中禁止使用部分塑料包裝。

在歐洲，德國于1991年6月率先通過了“包裝廢棄物避免法規”（簡稱“包裝法”），明確規定了生產者和消費者有責任回收銷售包裝、二次包裝和運輸包裝廢棄物。并明確規定了強令回收各類包裝的最后期限。根據這項法規，1995年底，紙、塑、復合材料的回收再生率達到64％，鋁、鐵、玻璃等材料的回收再生率達到72％。歐共體各國仿效德國也修訂了進口法，該法要求進口到歐共體各國的物品包裝上必須設置材質標志和“綠點”標志，以便于回收。外包裝上的材質標志主要有：PETP、HDPE、V（PVC）、LDPE、PP、PS、OTHER等7種。

在亞洲，日本于1994年6月通過了與德國包裝法內容相近的“產品責任制法”，并規定于1995年7月l日起實施。泰國、新加坡、馬來西亞等國也制訂了相應的法律限制或禁止使用不可回收的塑料包裝物。

我國對包裝廢棄物的回收和環保工作非常重視。有關機構已開始起草制訂“包裝廢棄物的處理與利用”國家標準。與此同時，各級政府采取有力措施消除“白色污染”。北京、上海等大城市已禁止使用發泡聚苯乙烯飯盒；1994年，鐵道部曾耗資l億元清除鐵路沿線的廢塑料造成的“白色污染”。但到目前為止，我國包裝廢棄物的回收率還不到10％，留在農田中的廢塑料已達幾十萬噸，這些廢棄物將使農阼物減產。制訂相應法規，推動包裝廢棄物回收的工作勢在必行、刻不容緩。

在法律約束和環保輿論的壓力下，各種有利于包裝廢棄物回收和使用再生樹脂的包裝材料涌現出來，并成為優秀包裝設計的重要評判標準。在紙、鋁、玻璃、塑料等各種包裝材料中，人們首推紙制品是便于回收的“綠色”包裝材料。以紙代塑的環保購物袋和紙漿模塑制品、紙制餐具、一次性飯盒都已大量使用。以棉籽蛋白、小麥蛋白、淀粉為原料研制的生物包裝材料也已問世。人們根據仿生學原理開發了類似雞蛋殼結構的包裝材料（其中95％是碳酸鈣，用聚丙烯粘合起來）。由細菌制造的、可完全生物分解的塑料———羥基丁酸酯與羥基戊酸酯的共聚物（PHBV）已經商品化。這些研究需要花費大量投資。難怪有人形象地說，用戶們在研制綠色包裝時，不得不用一只眼睛看著“綠色公共關系”，而另一只眼睛卻盯著另一種綠色的東西，那就是“錢”。因而，開發研制既節省資源、能源又有利于環境的減量包裝有深遠的戰略意義。

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