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鉴于纸尿裤对环境的污染及治理措施
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摘要:从纸尿裤的使用量、成分、制作工艺及对环境的影响等方面分析了废弃纸尿裤的危害,从纸尿裤的高新技术应用、后期处理方式等方面讨论了纸尿裤污染的治理措施。?
关键词:新型纸尿裤;降解;焚烧;环保
1 引言
随着经济的发展和人民物质生活水平的提高与生活节奏的加快,众多一次性商品进入了人们的生活。由于一次性纸尿裤具有使用简单、防侧漏、防渗出、用后即抛等诸多特点,成为很多婴幼儿不可或缺的日用品。一次性纸尿裤的出现给人们的生活带来了巨大的方便,但是随着纸尿裤用量的陡增和纸尿裤不易降解而带来的环境问题也日益显着。传统纸尿裤在生产过程中能耗高,并且还伴随着某些致癌物质的产生,在使用过后若不能妥善处理,会给大气、土壤及水体造成二次污染。要解决纸尿裤生产过程及废弃后的环境污染问题,要么寻找新的生产原料,要么改进后期的处理技术,或者彻底改变消费观念。无论采取怎样的手段,都必须行动起来进行纸尿裤环境污染的治理工作。
2 废弃纸尿裤的环境危害
2.1 一次性纸尿裤的使用量分析
据统计,美国有80%的婴儿使用一次性纸尿裤,丢弃的纸尿裤每年多达270万t,这些用过的纸尿裤已经多到足以从地球到月球来回铺上几趟。英国有90%以上的婴儿使用一次性纸尿裤,而纸尿裤在法国的普及率为98%,在瑞典的普及率为100%。虽然纸尿裤在中国的发展相对较晚,市场覆盖率略低,但在经济发达的地区如北京、上海,仍有超过80%的婴儿使用纸尿裤?。2006年底,世界着名的调查机构AC尼尔森曾针对中国的生育形势作出预测:中国新一轮的“婴儿潮”正在形成。据统计,2006年新生儿数量超过了2 000万人?,在这次的人口出生高峰中,峰值大概出现在2010年左右,新生儿数量将达到每年2 011万人左右。新生儿数量的攀升,加之80后逐渐成为新一代的父母,即使在经济不发达的农村地区,纸尿裤的覆盖率也在急剧增长。2008年,中国造纸协会生活用纸专业委员会发布的《纸尿裤、环境与可持续发展》报告显示,2007年中国婴儿纸尿裤(片)总消费量达到77.5亿片以上。据估算,在中国全年废弃的纸尿裤等垃圾物超过了200万t。
2.2 纸尿裤的成分
纸尿裤主要由表面包裹层、中间吸收层、防漏底层、不粘胶贴等几部分组成。表面包裹层主要是无纺布,防漏底层由阻水材料PE膜构成,吸收层由木浆绒毛和SAP(超强吸水性树脂)组成。SAP是指通过水合作用能迅速地吸收自重几十倍乃至上千倍的液态水而呈凝胶状,在干燥的空气中可缓慢释放出所吸水分的一种轻度交联的高分子?。
2.3 纸尿裤的环境问题
2.3.1 纸尿裤生产过程中的环境问题
据统计,平均一个宝宝在自己会上厕所前,大约需要换6 000片纸尿裤,即需要砍倒4~5棵树作为木浆原料,需要325kg塑胶做防水垫层和包装,制造这些塑胶又需要2 800m?3的天然气。整个制造过程中产生的废水被源源不断地排到江河湖海中。纸尿裤中的木浆绒毛是由木浆经活性碱软化、以氯化物漂白得到的木浆纤维。在漂白的过程中,木质素芳香环的电子与氯作用,造成芳香环侧链裂解,从而产生致癌物质二恶英。此外,在纸尿裤生产过程中还可能产生戴奥辛——多氯双苯戴奥辛及多氯双苯喃系列的化合物,该物质是一类持久性污染物质,毒性是氯化钾的10 000倍、沙林毒气的2倍。戴奥辛虽不立即致命,但会积蓄在体内,对人体造成严重的健康损害。以上2种物质已被证实为环境荷尔蒙,在干扰人体正常激素生成的同时,还具有强大的雌性化促畸性?。
2.3.2 纸尿裤使用后的环境问题
目前纸尿裤的处理和处置方式主要为掩埋、焚烧和随意丢弃,但由于纸尿裤不溶于水、难于降解,无论采用哪种方法都会对环境造成严重的危害。被掩埋的纸尿裤因与空气、阳光隔绝,分解变得更加困难,占纸尿裤30%的塑胶成分甚至根本无法分解。由于1/3的纸尿裤都带有排泄物,这些污物随垃圾直接渗入地下,成为各种细菌、病毒的温床,并对地下水造成严重污染。若用焚烧炉焚烧经氯化物处理过的纸尿裤,会释放出更多的二恶英和戴奥辛。随意丢弃纸尿裤最不卫生,病菌和脏物在刮风时被卷入空中,造成大气污染;在下雨时随水乱流,造成水源污染。由此看来,目前常采用的几种处理、处置方式都会给环境带来二次污染。
3 解决一次性纸尿裤污染的措施分析
3.1 用尿布替代纸尿裤
在所有的婴儿尿布中,棉尿布的历史最悠久。纯棉尿布既舒适又透气,价格低廉,而且还很环保,生产能重复使用的棉尿布消耗的自然资源仅相当于纸尿裤的53%。棉尿布不会引起尿布疹、肛周疾病,也不会影响婴儿的生长发育。用能多次使用的棉尿布替代一次性纸尿裤,安全、环保又节能。
3.2 新型纸尿裤的研发和推广
纸尿裤要想在低碳时代继续生存发展,就必须改变原材料、改进生产工艺、降低能耗并减少环境污染。很多公司都致力于开发新型的环保型纸尿裤,让纸尿裤在给人们带来方便的同时,不给环境增加负担。
3.2.1 新型表面包裹层
常规的无纺布不宜降解,这是纸尿裤可持续发展的一大障碍。法国Fiberweb公司正在研发一种新型的、有利于生态环境的非织造布。该新型材料以小麦、玉米或其它碳氢类化合物为原料,通过发酵变成乳酸,然后聚合而成。这种“布”在30d内可完全生物降解或者完全变成肥料。
3.2.2 新型吸水材料
(1)鱼蛋白凝胶纸尿裤。根据密歇根州立大学的研究,一次性纸尿裤占全美填埋场0.5%~1.8%的数量,而渔业每年扔掉的无用海鱼和其他海洋生物多达2 000万t,威斯康星大学食品科学家达莫达兰将这些海洋垃圾变废为宝,用于开发新型的可生物降解的纸尿裤吸水材料。他从废弃的鱼中提取出蛋白质,然后将亲水性分子粘到蛋白质上,合成出一种能够吸收自身重量600倍的水凝胶。由于这种凝胶具有吸水性强、可生物降解的优点,成为了一次性纸尿裤的理想材料。
(2)瓜尔胶纸尿裤。日本尤尼奇卡纺织品公司已研制出一种新型纸尿裤,该纸尿裤以瓜尔胶组成的新型吸水树脂为原材料,在水中会被彻底分解为水和二氧化碳,也可以安全焚烧或直接扔到厕所内,由于吸水树脂的保水性和无毒性,甚至可以用于掩埋以帮助沙漠地区植被的生长。
(3)玉竹纤维纸尿裤。玉竹纤维是以玉米纤维和竹纤维为主要原料,经特殊工艺提纯生产出来的一种纤维素纤维?,它兼具玉米纤维的高吸水性、柔软性,竹纤维的抗菌、抑菌、杀菌性以及2种纤维制品的可降解性,被称为会呼吸的纤维。该纤维的吸水性是棉的3 倍,将其用于生产纸尿裤,可从原料上改变传统纸尿裤对婴儿的不良影响和对环境的污染。竹纤维制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为CO?2和H?2O,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染?。
3.3 现行纸尿裤后期处理方式改进
目前,在我国废弃纸尿裤的处理手段仍是填埋。填埋占用土地量大,欧盟已经设定目标要在2010年以前减少垃圾填土的数量,地方政府如果不减少填土数量将受到巨额罚款。按照这样的发展趋势,在不久的将来我国也会对填埋有更高的要求。还有少数纸尿裤被用于焚烧,而在焚烧过程中会产生有毒有害的气体,对环境造成二次污染。纸尿裤的使用量越来越大,若不采取妥善的处理办法,我们的环境将不堪重负,我们将面临继白色污染之后的又一大污染问题。
3.3.1 纸尿裤粉碎器的应用
粉碎器可将纸尿裤粉碎成细小颗粒,与水混合后形成浆状,此浆液可以先通过水解将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物,进入微生物体内,然后利用酸化将水解后的有机小分子进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。经过水解酸化后,可提高浆液废水的可生化性,便于后续工艺进一步的净化处理。
3.3.2 回收利用纸尿裤
英国人每年制造75万t的一次性尿布垃圾,为了解决纸尿裤的污染问题,伯明翰规划委员会已经批准加拿大高科技回收公司Knowaste投资1 200万英镑,在2011年底前开工建设首个回收纸尿裤的加工厂,工厂投入营运后每年可回收大约3万t以上的尿布,约是英国人每年使用一次性纸尿裤(布)的4%。普通的纸尿裤包括纤维、混合纤维素、塑料和吸水树脂,其中长的纤维可以被提取出来,用作可降解的植物花盆,塑料可被回收作为生产屋顶瓦片的原料。第一阶段,WKnowaste公司准备先回收纸尿裤中的塑料,用来生产瓦片,然后逐渐回收生产出自行车头盔、鞋垫等产品。第二阶段,WKnowaste将从纸尿裤中提取甲烷,然后用作煤气或电力能源。到2014年Knowaste还将在曼彻斯特、利物浦和伦敦再开四家回收加工厂,计划最终能提升回收量达到英国人每年使用一次性尿布的13%。
3.3.3 纸尿裤的“SFD”系统处理
早在2006年,第5届新环境展览会上,日本的Superfaiths公司推出了名为“SFD”的处理系统。该系统可以用废弃的纸尿裤制造出燃料,整个过程是首先进行纸尿裤的破碎,然后使排泄物在有氧环境下发酵,之后用吸水材料对发酵产生的气体进行干燥,最后高温灭菌。经过以上4个步骤,纸尿裤就变成了没有异味的再生燃料。据介绍,一套“SFD” 系统每天能处理300kg纸尿裤.生产出170kg再生燃料,而每千克这种再生燃料可以提供20 920kJ热量。
3.3.4 焚烧设备和技术的革新
有少部分纸尿裤和其它垃圾一起被焚烧,由于老式锅炉的目的只是燃烧和发电,垃圾燃烧速度很快,烟气直接排放,就可能有二恶英排放?。
