北京
塑料污染已經成為一項全球環境問題，隨著禁塑令的發布和實施，可降解塑料作為傳統塑料的替代品已經在快遞、外賣包裝和一次性用品領域得到了廣泛應用。可降解塑料在不同環境下受非生物和生物因素的降解，相比較傳統塑料其賦存周期更短，但仍可能具備一定的持久性。研究可降解塑料在不同環境中的降解特征，有助于推動產業有序發展，是完善塑料污染全鏈條治理體系中不可或缺的環節，具有重要的現實意義。
華東師范大學謝冰教授課題組撰寫評述文章：
明確了可降解塑料的定義和分類；
總結了不同聚合物組分的可降解塑料在水環境和土壤環境下的降解特征，進一步歸納了其在好氧堆肥和厭氧消化中的降解行為，分析了可降解塑料通過城鎮有機固廢生物處理的潛力和限制；
介紹了可降解塑料釋放的微塑料和添加劑等中間產物對環境和生物的潛在影響；
對可降解塑料的環境歸趨，材料開發和應用及處理處置進行了建議與展望，為可降解塑料的科學推廣應用提供理論支持。
圖1不同塑料定義與分類之間的關系示意圖
表1常見的可降解聚合物及其用途
塑料類型
結構式
用途
淀粉基塑料St
包裝、購物袋、垃圾袋、地膜、一次性醫療用品、一次性餐具
PLA
包裝、購物袋、垃圾袋、地膜、一次性醫療用品、一次性餐具、建筑材料、紡織品
PHA
組織工程、醫療植入物、藥物控釋系統、包裝、地膜、一次性醫療用品
聚乙烯醇(PVA)
可溶包裝、高阻隔材料、醫療植入物
PPC
低溫包裝、地膜、泡沫材料、藥物控釋系統、高阻隔材料
PCL
可吸收外科縫線、低溫包裝、藥物控釋系統、醫療植入物
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)
包裝、購物袋、垃圾袋、地膜、一次性餐具、農藥化肥緩釋材料
聚丁二酸-己二酸丁二酯(PBSA)
包裝、購物袋、垃圾袋、地膜
聚對苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)
包裝、購物袋、垃圾袋、地膜、一次性餐具
表2可降解塑料在水環境中的降解研究
種類
形狀
介質
條件
時間(d)
評價指標
降解率(%)
文獻
PLA
薄膜
海水
20.8℃
82
質量損失
< 1
薄膜
海水/淡水
25℃, 16 h 光照、8 h 黑暗
365
質量損失
< 1/< 1
[21]
顆粒
好/厭氧水
(25 ± 1)℃, pH 7.0 ± 0.1/(36 ± 1)℃, 黑暗
117/77
產氣量
不顯著/4.6 ± 1.9
[22]
PLA/PBAT (45/55wt%)
薄膜
純水
30℃
180
質量損失
-1.4 ± 0.05
[23]
PBAT
薄膜
海水
20.8℃
82
質量損失
1.5 ± 0.3
顆粒
好/厭氧水
(25 ± 1)℃, pH 7.0 ± 0.1/(36 ± 1)℃,黑暗
117/77
產氣量
不顯著
[22]
PHB
薄膜
海水/淡水
25℃
365
質量損失
~8.5/~6.5
[21]
顆粒
好/厭氧水
(25 ± 1)℃, pH 7.0 ± 0.1/(36 ± 1)℃, 黑暗
117/77
產氣量
83.0 ± 1.6/83.9 ± 1.3
[22]
顆粒
自然海水
(30 ± 2)℃
28
產氣量
12.8 ± 5.3
[24]
PHBV
顆粒
好/厭氧水
(25 ± 1)℃, pH 7.0 ± 0.1/(36 ± 1)℃, 黑暗
117/77
產氣量
81.2 ± 1.7/87.4 ± 7.5
[22]
PCL
薄膜
海水/淡水
25℃, 16 h 光照，8 h黑暗
365
質量損失
< 2/< 2
[21]
顆粒
好/厭氧水
(25 ± 1)℃, pH 7.0 ± 0.1/(36 ± 1)℃, 黑暗
117/77
產氣量
77.6 ± 2.4/4.5 ± 0.3
[22]
PBS
顆粒
好/厭氧水
(25 ± 1)℃, pH 7.0 ± 0.1/(36 ± 1)℃, 黑暗
117/77
產氣量
不顯著/3.1 ± 1.6
[22]
表3可降解塑料在土壤環境中的降解研究
種類
形狀
介質
條件
時間(d)
評價指標
降解率 (%)
文獻
St
薄膜
土壤
(25 ± 2)℃
136
產氣量
~95
[29]
PLA
薄膜
土壤
(25 ± 2)℃
136
產氣量
~0
[29]
薄膜/粉末
土壤
25℃，濕度60%
28
質量損失/總碳
~0/13.8
[31]
薄膜
土壤
25和37℃；
45和55℃
365/56
質量損失
~40
[32]
薄膜
土壤
23~25℃
200
產氣量
~5
[35]
薄膜
土壤
濕度30%
98
質量損失
~10
[36]
薄膜
天然土壤
自然條件
184
質量損失
8.0
[37]
PLA/PE 50/50 wt%
薄膜
天然土壤
自然條件
184
質量損失
-0.3 ± 0.1
[37]
PLA/PBAT 45/55 wt%
薄膜
土壤
(30 ± 2)℃，濕度60%
180
質量損失
-0.7 ± 0.02
[23]
PLA/PHBV 70/30 wt%
薄膜
土壤
23~25℃
200
產氣量
32
[35]
PBAT
薄膜
天然土壤
自然條件
184
質量損失
6.8 ± 0.3
[37]
PBAT/PLA 90/10 wt%
薄膜
天然土壤
自然條件
184
質量損失
-1.7 ± 1.0
[37]
PHB
薄膜
土壤
(25 ± 2)℃
136
產氣量
~105
[29]
薄膜
土壤
(30 ± 0.1)℃
30
質量損失
~72
[30]
PHBV
薄膜
土壤
23~25℃
200
產氣量
35
[35]
PCL
薄膜
土壤
(25 ± 2)℃
136
產氣量
~91
[29]
薄膜
土壤
(30 ± 0.1)℃
30
質量損失
~72
[30]
PBS
薄膜/粉末
土壤
25℃，濕度60%
28
質量損失/總碳
1.2/16.8
[31]
PBS-St 50/50 wt%
薄膜/粉末
土壤
25℃，濕度60%
28
質量損失/總碳
7.2/24.4
[31]
表4可降解塑料在好氧堆肥中的降解研究
種類
形狀
介質
條件
時間(d)
評價指標
降解率(%)
文獻
PLA
薄膜
受控堆肥
37/45/50℃
365/63/42
質量損失
~20/~56/~30
[32]
薄膜
受控堆肥
(58 ± 2)℃, pH 7~8
35
二氧化碳產量
92
[35]
薄膜
受控堆肥
58℃
200
質量損失
100
[43]
薄膜
受控堆肥
60℃
~47
二氧化碳產量
~30
[44]
薄膜
受控堆肥
55℃, 濕度70%
28
二氧化碳產量
~70
[45]
PLA/PHBV 70/30 wt%
薄膜
受控堆肥
(58 ± 2)℃, pH 7~8
200
二氧化碳產量
100
[35]
PLA/PHB 75/25 wt%
薄膜
受控堆肥
58℃
28
質量損失
~90
[43]
PBAT
薄膜
非受控堆肥
12.5~13℃
450
質量損失
< 1
[41]
薄膜
受控堆肥
55 ℃,濕度 70%
28
二氧化碳產量
~35
[45]
PHA
薄膜
非受控堆肥
12.5~13℃
450
質量損失
7.9 ± 0.7
[41]
PHB
顆粒
受控堆肥
55℃, 濕度 70%
28
二氧化碳產量
~75
[46]
薄膜
受控堆肥
(58 ± 2)℃
110
二氧化碳產量
95.9
[46]
PHBV
薄膜
受控堆肥
(58 ± 2)℃, pH 7~8
200
二氧化碳產量
90
[35]
PBS
薄膜
非受控堆肥
12.5~13℃
450
質量損失
5.5 ± 0.3
[41]
薄膜
受控堆肥
(58 ± 2)℃, pH 7~8, 濕度50%~55%
160
二氧化碳產量
90
[47]
表5可降解塑料在厭氧消化中的降解研究
種類
形狀
介質
條件
時間(d)
評價指標
降解率 (%)
文獻
St
薄膜
廚余垃圾
52℃
127
產氣量
79
[29]
薄膜
廚余垃圾
52℃
80
產氣量
~89
[29]
顆粒/粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
40
產氣量
48.8/53.0
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
120
質量損失
40.2/93.0
[48]
PLA
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
< 1/4.4
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
40
產氣量
47.6/57.9
[48]
薄膜
廚余垃圾
(55 ± 2)℃
23
產氣量
85.79 ± 0.038
[52]
薄膜
廚余垃圾
(55 ± 2)℃
23
質量損失
-1.69 ± 0.033
[52]
粉末
剩余污泥
35℃
60
產氣量
~0
[53]
粉末
剩余污泥
37℃
277
產氣量
39
[54]
粉末
脫水污泥/剩余污泥
55℃
75/100
產氣量
91/79
[55]
薄膜
剩余污泥
35℃, 350 r/min
39
產氣量
8.6
[56]
PBAT
顆粒/粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60
產氣量
< 1/< 1
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
< 1/< 1
[48]
薄膜
剩余污泥
35℃, 350 r/min
39
產氣量
5.9
[56]
PHA
薄膜
剩余污泥
38 ℃, 100 r/min
85
產氣量
77.1 ± 6.1
[57]
薄膜
剩余污泥
38℃, 100 r/min
85
產氣量
54.6 ± 15.6
[57]
PHB
薄膜
廚余垃圾
52℃
127
產氣量
92
[29]
粉末
剩余污泥
35℃, 350 r/min
60
產氣量
67 ± 19
[53]
粉末
剩余污泥
37℃
277
產氣量
12.5
[54]
粉末
剩余污泥
35℃, 350 r/min
60
產氣量
79 ± 21
[58]
粉末
剩余污泥
35℃, 350 r/min
60
產氣量
93 ± 42
[58]
P34HB
粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
72.8
[48]
粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60
產氣量
85.4
[48]
PCL
薄膜
廚余垃圾
52℃
127
產氣量
94
[29]
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
1.2/2.9
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60/120
產氣量
93.5/92.3
[48]
粉末
剩余污泥
37℃
9
產氣量
90
[54]
粉末
剩余污泥
55℃
47
產氣量
92
[55]
PBS
顆粒/粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60
產氣量
< 1/< 1
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
< 1/< 1
[48]
粉末
剩余污泥
37℃
277
產氣量
-3.5
[54]
醋酸纖維
粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
70.9
[48]
粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60
產氣量
4.6
[48]
PBSA
顆粒/粉末
唯一碳源
37 ± 2 ℃
60
產氣量
9.4/21.0
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
23.7/30.5
[48]
PPC
顆粒/粉末
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
95.4/84.6
[48]
顆粒/粉末
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60
產氣量
96.2/95.7
[48]
PVA
顆粒
唯一碳源
(37 ± 2)℃
60
產氣量
12.5
[48]
顆粒
唯一碳源
(55 ± 2)℃
60
產氣量
12
[48]
文章信息
張雨辰, 徐源, 謝冰. 可降解塑料的環境降解和影響研究進展. 科學通報, 2025, 70(18): 2812–2824.
Zhang Y, Xu Y, Xie B. Advances in environmental degradation and impact of degradable plastics (in Chinese). Chin Sci Bull, 2025, 70(18): 2812–2824.
doi: 10.1360/TB-2024-0824
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