可降解塑料的原理

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可降解塑料的原理范文第1篇

关键词：高分子材料 可降解 生物

1、前言

现代材料包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。20世纪后，合成高分子材料的研究迅速增加，给人们生活带来了巨大的便利。随着高分子材料在各个领域的大量应用， 废弃的高分子材料对环境的污染已成为世界性的问题。治理白色污染和寻找新的友好型非石油基聚合物是当前全球关注的问题。 生物降解材料正是治标又治本的有效途径，也是我国可持续发展的需要。

2、生物降解机理

高分子材料的降解分为光降解与光学化降解、机械化学降解、热降解与热学化降解、臭氧引发降解、离子降解、辐射分解降解以及生物降解等。生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、 简单的水解或酶反应，以及其他有的机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。

高分子材料的生物降解过程可分为 以下4 个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂而引发的高分子水合作用以及可能因化学或酶催化水解而破裂的高分子主链使高分子材料的强度降低。对交联高分子材料强度的降低，可能由于高分子主链、外悬基团、交联剂的开裂等造成。高分子链的进一步断裂会导致分子量降低和质量损失。最后分子量足够低的小段分子链被酶进一步代谢为二氧化碳、水等物质。总之， 生物的降解并非是单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学的协同作用， 还是一个相互促进的物理化学过程。目前为止，除了生物降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、 生物侵蚀及生物劣化等。

3、生物可降解高分子材料的应用

生物可降解高分子材料的应用范围很广，可用于农业、园林、水产以及装潢、包装、卫生、 化妆品等领域，由于成本等因素，目前研究多集中在生物医疗工程领域。

3.1农业、园林、土木等用材

农业、园林、土木等用材包括苗圃用膜材、树根包装袋、防草用地膜、多功能卷材、坡面防护绿化卷材等。各种膜材和功能片材的使用时间不同，有的要求 1 个季节，有的最少要求 1- 3 年，例如：在树苗培植的几年时间里，用于植树方面的材料最终慢慢降解回归土壤. 目前，一些先进的农业国家不断投资建造以家畜粪或农业废弃物为原料的堆肥生产装置，农用等可降解塑料也可通过这些装置回归自然.

3.2装潢、卫生、生活、杂品

装潢、卫生、生活、杂品、医疗用材包括地毯垫布、包装袋、壁纸、帽子、内衣、餐巾纸、桌布、茶叶袋等等。以上大多数都是一次性用品，用后掩埋或燃烧均无毒气产生，还可以与其他有机废弃物一起变为堆肥， 回归自然。值得一提的是，一些具有生物体适应性的生物可降解高分子材料，可以广泛地应用于与生物体相接触的地方，今后还将研究出更广泛的用途.例如：一种称为 “自由树脂” 的材料，能在60℃热水里化成一团软泥，可以加工成各种形状的装饰品、玩具、文具等。冷却后，有足够的强度并长期不变形，再加热后又可以形成新的造型。

3.3包装工程中的应用

在包装行业中，高分子材料的应用越来越多，但是大量废弃的包装材料给环境造成了巨大污染。仅靠减少使用量是不能根本地解决问题的，采用降解性高分子才是可行的办法。目前，各种包装材料中聚乳酸具有最大、最有潜力的应用市场。聚乳酸的阻气阻水性、可印刷性及透明性良好， 并且其基本原料乳酸是人体固有的物质之一，对人体无毒无害，在食品包装市场上有很大的前景。

很多大公司都看好这种新型的环保材料。可口可乐公司在盐湖城的冬奥会上用了50万只聚乳酸塑料制成的一次性杯子，这些杯子只需40天就可在露天的环境下消失得无影无踪。

3.4生物医学领域

生物可降解材料在医学领域上的应用原理是在机体生理条件下，通过水解或酶解，从大分子的物质降解为对机体无损害的小分子物质或者是小分子物质在生物体内自行降解，最后通过机体的新陈代谢完全吸收和排泄出去，对机体不产生任何毒副作用。生物降解材料已被广泛用于人造皮肤、缝合线、体内药物缓释剂和骨固定材料等外科手术中。聚丙烯、尼龙及聚酯纤维等合成纤维制成的医用缝合线不能被机体吸收，会产生排异的现象，而且在伤口愈合后还要进行再次手术才能去除。采用聚L-丙交酯（PLLA）、聚乙交酯及其共聚物等制成的外科缝合线，可在伤口愈合后自动降解并被生物体所吸收，无需拆线，现已商业化。用生物可降解的高分子材料制成的人造皮肤可应用于治疗烧伤换皮等场合。另外，在治疗过程中还可将抗生素类药物及骨生长调节蛋白、骨生长因子等植入材料中，可以防止感染并促进骨愈合，控制药物在体内的释放速率，使药物在体内能够保持有效的浓度，减小或消除副作用，尤其是在植入或附于病区时，则更能显示其优越性。微胶囊技术在控制药物定时释放、增加药物的稳定性、降低药物毒副作用和有效利用率等方面具有积极意义。

4、生物可降解高分子前景展望

目前，生物降解聚合物的开发与应用还存在一些问题，国内外普遍承认，降解塑料比同类现行塑料的产品价格要高许多。聚合物的降解性必然会损害产品的持久性，也会在一定程度上降低它的力学性能，从而限制生物降解聚合物的应用范围。尽管如此，随着环保法规的完善和人们环保意识的增强，生物降解聚合物市场继续增长，尤其是在包装材料、塑料薄膜、医用材料等领域的应用。然而就目前研究的成果而言，欲使其普遍使用仍需经过较长的时间。开发低成本、 具有降解时控性和高效性的生物塑料是这一领域以后研究的主要方向。

可降解塑料的原理范文第2篇

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。

可降解塑料的原理范文第3篇

关键词：活性污泥 合成 PHB 实验

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0120-01

聚-β羟丁酸酯（PHB）是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物，不溶于水，而溶于氯仿，可用尼罗蓝或苏丹黑染色，具有贮藏能量，碳源和降低细胞内渗透压等作用，并且PHB是相容性较好的生物材料，可制成易降解的且无毒的医用塑料器皿和外科用的手术针和缝线，具有极高的实用价值。活性污泥中含有大量的微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质，这些微生物群体主要包括细菌，原生动物和藻类等，其中，细菌和原生动物是主要的二大类，且细菌一直作为活性污泥的功能中心而存在，活性污泥利用活性污泥合成PHB的实验研究的实质正是研究如何利用细菌来合成PHB。

研究表明，许多细菌，当利用不平衡营养供应物生长时，会积累大量聚羟基烷酸聚合物粒子。细菌生长利用培养基中所提供的营养物而形成同聚酯、共聚酯或其二者。另有大量的生物学实验研究表明，合成PHB的生化途径从乙酰辅酶A代谢中心途径开始分支，先后经过三步反应将乙酰辅酶A转变成PHB。这些反应分别由3-酮硫解酶、NADPH依赖的乙酰乙酰辅酶A还原酶和PHB聚合酶催化。当生长培养基中的碳源耗尽时，聚合物被胞内PHB解聚酶降解，形成D-（-）羟基丁酸，并能确信此解聚酶是一种外切型水解酶。然后D-（-）羟基丁酸经NAD专一脱氢酶氧化成乙酰乙酸，乙酰乙酸经乙酰乙酸辅酶A合成酶转化为乙酰乙酰辅酶A。因此，乙酰乙酰辅酶A是生物合成和生物降解PHB的共同中间体。值得注意的是，在从丁酸合成PHB反应过程中，脂肪酸β氧化途径的（S）-3-羟基酰基辅酶A中间体反转形成聚-3羟基丁酸（R）-3-羟基乙酰辅酶A前体。基于上述PHB的合成原理，本文笔者在实验研究过程中采用乙酸钠为碳源，来进行利活性污泥合成PHB的实验。PHB合成实验主要包括三个部分：（1）合成PHB的微生物菌种：通过对活性污泥进行好氧菌驯化来提供菌种，通过好氧动态供料法在序批式反应器（sequencing batch reactor，SBR）中对已经过良好培养的活性污泥进行为期三个月的活性污泥驯化，以富集PHB积累菌；（2）合成PHB的碳源：本实验碳源由乙酸钠提供；（3）PHB的发酵培养条件：如溶解氧浓度、PH、温度、F/M（碳源浓度）、氮浓度等。

实验开始前，分别测定活性污泥和乙酸钠的初始质量浓度，通过在实验过程中典型周期内对活性污泥合成PHB的观察，来研究活性污泥吸收乙酸钠、累积PHB以及活性污泥的生长情况，并找出驯化后活性污泥非平衡生长和PHB积累的关系。实验研究的结果表明，若瞬时投加高浓度碳源，PHB的最终合成含量较低：即在大量碳源存在（925.7 mgC/L）的情况下，活性污泥合成大分子聚合物PHB的生长形式，表现为非平衡生长，其生长主要是由于活性污泥细菌细胞内储藏PHB引起的。为了进一步地提高活性污泥中PHB的合成含量，在实验过程中，笔者通过对包括溶解氧浓度、PH、温度、F/M（碳源浓度）、氮浓度等在内的多种生长环境因素进行不同程度的调节，来观察各因素对活性污泥合成PHB的影响，以帮助确定利用活性污泥合成PHB的最佳生长条件。研究发现各因素对活性污泥合成PHB的过程均有影响，但成都各不相同，具体而言表现为：（1）随着碳源浓度升高，利用活性污泥合成PHB的量也随之逐渐增加；其中当碳源浓度为700 mgC/L时，活性污泥中PHB的合成量于9 h达到最高值970 mg/L，而当碳源浓度高于700 mgC/L时，活性污泥中PHB的合成反应超过9 h后，PHB的浓度便不再升高；（2）小范围内调节活性污泥的PH值时，发现对PHB的合成影响不大，这也说明了PHB合成过程中的代谢产物具有一定的PH酸碱度缓冲协调性；（3）当以缺氮为活性污泥中PHB合成过程的限制因子时，测量活性污泥生物量，发现活性污泥生物量的增加主要是由于PHB的新合成引起，且其他残余生物量不增加，并且在缺氮条件下，活性污泥合成PHB的量最高可占质量分数的60%以上；（4）在实验中通过设置不同的温度梯度发现，相同条件下温度为20 ℃时，PHB的合成量可达到最大，故初步确定本实验条件下活性污泥合成PHB的适宜温度为20 ℃；（5）在实验过程中，提高溶解氧浓度则明显加速了底物的吸收和PHB的储存，但是实验过程中欲继续加大溶解氧浓度时发现，过高的通气量很不利于PHB的积累，相反，若适当限制空气流量则更有利于PHB的合成，且实验表明，当将空气流量控制为78 L/h时，乙酸钠的PHB转化率可达到最大。

上述PHB合成实验最终得出好氧动态供料法驯化后的活性污泥具有较强的PHB合成能力，且活性污泥生长缓慢：其乙酸钠消耗91.4%，其中53.4%的乙酸钠被转化为PHB，仅

3.1%乙酸钠用于合成污泥活性生物量，供污泥生长。可见，经好氧菌驯化后的活性污泥在一定条件下有着很好的PHB合成能力，这不失为资源化利用活性污泥的一种有效途径。

总之，PHB作为一种生物可降解塑料，在实际生活中有着重要的应用价值，这也使得进行活性污泥合成PHB的实验研究具有重要的现实意义，同时这一研究也为以后进一步探究资源化利用活性污泥的有效途径打下了良好基础。

参考文献

[1]司红岩，向天成.聚羟基脂肪酸酯的生物合成研究进展[J].安徽农业科学，2011（10）.

[2]陈泉.重组大肠杆菌生产短链聚羟基脂肪酸酯PHB及PHBV的途径构建与代谢改造[D].山东大学，2011.

[3]谢爽，利用污水污泥和高浓度二氧化碳培养海洋微藻技术研究[D].中国海洋大学，2010.

可降解塑料的原理范文第4篇

关键词：人本主义 天人合人 万物和谐

检 索：.cn

“设计以人为本”的理念诱使我们制造更多的物品来满足自己“与时俱进”的需要，推动过度消费、加快产品更新换代，既浪费宝贵自然资源又加重环境净化能力和承载力，最终导致了各种环境问题层出不穷，人类初尝了自酿的苦果。因此必须回过头来重新审视“以人为本”设计造物活动的真正价值所在？我们应站在人类历史高度去思考设计的最终目的，并且找到一种能够支撑人类持续繁衍生息的理论武器来支持设计活动。

一、设计“以人为本”的反思

“以人为本”源于西方源远流长的人本主义思想，人文主义强调重视人的价值，认为人生来平等，将人看做万物的尺度，以人性、自由和人的利益作为价值评判的重要准则[1]。设计中“以人为本”的思想是指在设计活动中将人的利益与使用需求作为处理一切问题的出发点，以人为中心，设计的产品必须符合人特有的生理与心理因素，并且将是否以“以人为本”作为评价设计活动的准绳。

（一）设计“以人为本”的积极作用

人类制作器物以满足自己的生存与发展，设计在衔接物与人、物与物、人与人的过程中发挥着不可替代的作用。如何实现器物更好的服务于人类、从更高层次满足使用者的心理与生理需求，这是设计需要积极考虑的。设计中“以人为本”的理念符合这种需求，在造物活动中依据人的各种尺度进行设计，使器物的使用功能切合人的实际使用，从最简单的喝水到航空潜海都一直在寻求最佳的解决方案。

21世纪是科学与技术的世纪，人类在技术方面取得的进步使得各种器物的功能与表现形式有了彻底地改变，同一物品能够赋予更强大的功能。如何解决高科技产品服务于人，而不是人从属于技术将是设计面临的新问题。

（二）设计“以人为本”的负面作用

设计“以人为本”的价值理念趋向于物欲横流的市场经济，将设计看作是资本牟利的工具。它将人的需求放在了一切设计活动的中心，我们要想尽一切办法满足人的各种需求，以刺激扩大消费，创造经济效益。如轻便的塑料袋在被开发出来的时候被认为是上世纪伟大的发明，它以其独特的性能很好的满足人类购物提携的功能，极大地方便人们的日常生活。但是塑料袋的原料是石油，这种资源也是有限的；是一次性消费品，回收利用废弃塑料时，分类十分困难；塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体[2]；人们丢弃的塑料袋没有统一处理，形成“白色污染”，严重影响市容市貌；塑料袋易燃并且会产生有毒气体，如果掩埋于地下，降解则要经过几百年，而且会严重损害土壤结构，使土壤板结等等一系列的危害。再如20世纪60年代美国汽车“有计划地商品废止制”单纯是为了满足人们追求时髦的心态，浪费宝贵资源加快汽车的更新换代，赢得商业噱头[3]。这样的案例比比皆是，人类的这种行为是片面的、孤立的甚至于自私的，同时造成的危害也将是无法挽回的。回过头去看我们过去所创造的文明时，发现在古老东方有着一种质朴、永恒的哲学――“天人合一”理念，如果在设计活动中引入这一理念，则能够对于当前设计中所出现的问题做出科学、合理的理论指导，并形成一种可持续、和谐的设计观念。

二、和谐的“天人合一”理念

中国古代先贤把“究天人之际”作为重要的哲学思考问题，逐渐形成了以“天人合一”为核心的人与自然和谐的天人观。

（一）“天人合一”理念的来历

在中国的哲学体系中，历来提倡人与自然之间的和谐辩证关系，即“天人合一”，这是中国哲学所追求的终极理念[4]。中国古人将天、地、人看作是宇宙最重要的三个要素，天、地、人相统一是对宇宙整体的最简单概括。中国最古老的经典《周易・系辞下》：“有天道焉、有人道焉、有地道焉，兼三才而两之。”董仲舒的《春秋繁露・立元神》：“何谓本？曰：天、地、人，万物之本也。天生之，地养之，人成之，天生之以孝悌，地养之以衣食，人成之以礼乐。三者相为手足，合成一体，不可一无也。”再者中医名著《黄帝内经》提出以一种系统、横向与纵向相结合的思想去看病，主张人体与宇宙是统一的，人体是宇宙系统中的一个小宇宙。总体来说，“天人合一”作为描述人类与自然关系的高度概括，将人与宇宙自然的关系看成是彼此相因、相互交感趋于无限的有机整体，注重观察多元结构中的差异性、秩序性，能在天时、地利、人和等诸多要素的变化过程中把握整体的和谐状态。

这一传统思维模式广泛地运用到政治、军事、农业、经济、教育等诸多领域中。凡事只要做到了天地人三者和谐，就能够“风雨时，五谷实，草木美多，六蓄蕃息，国富兵强”，就能“百事不废”[5]。而“以人为本”的思维模式就将人看成是世间万物的中心，以一种单一、分裂的观点来看待以及处理周边的事物，结果导致了目前严重的环境危机。这也是“天人合一”比“以人为本”更具有生命力、更具合理性的原因。

（二）“天人合一”理念的运用

如果在设计中践行“天人合一”观念，那么我们不再仅仅只是单纯的考虑人的主观需要，更多的是将人放入到一个大的环境中加以权衡、考量。从宏观上来看，把天地人三要素作为设计考虑的三大方向，综合各方因素，在整体上把握设计造物活动方向的正确性与适宜性，不至于设计出的器物只从单个人的需求出发而损害其它各方的利益。从微观上来说，设计中考虑到天时、地利、人和三大主要因素，便于我们在设计制造过程中紧紧围绕器物的形态、原料、色彩、加工、运输、销售、使用人群、使用情境、回收、再循环利用等进行系统的联结思考与规划，使得设计出来的器物宜人、经济、绿色、生态以及环保，用最少的资源消耗与人力的投入来获得最大的效益，真正达到事半功倍。

我们日常生活中一切的行为活动都可以依据上述原理进行思考与规划。举例来说，我们平常使用的塑料手提袋是造成白色污染的源头。通过“天人合一”的观念来综合系统分析这个问题，我们便能够见到解决这个问题的一些端倪。首先在塑料袋设计过程中，分析使用塑料袋原材料的物理与化学特性，于设计之初便充分考虑塑料袋的使用人群、使用地点、时间以及使用情境，初次使用后哪些情况下哪些人会再次使用，提高利用率。如果不会重复使用，则要考虑其回收利用或者可降解的条件（使用地区的降雨量、水土的酸碱度、湿度、日照时长、植被覆盖率等）降低其对环境的危害。将一些传统的盛物器具进行再开发设计如竹制品，使其符合当下使用潮流，减少塑料袋的使用次数。其次，依靠科技进步，开发新材料来代替塑料制品，比如开发可降解塑料，包括生物降解、光降解、生物光双降解塑料，如日本贸易工业部已将降解塑料列为位于金属材料、无机材料和高分子材料之的第4种新材料[6]。对于已经存在的污染，则要科学合理的采取应对措施，尽可能的减少污染带来的危害。第三，通过行政命令和税收政策来调控塑料袋的使用。综合目前的实际情况来看，依靠行政命令所取得的成果是有限的，需要通过调高或者降低税收的手段来激励生产厂家、商场以及消费者，做到有奖有罚。也需要公共权力机关进行环保宣传，提高人们的生态环保意识。上述三个方面综合、整体的从“天人合一”观念出发，将塑料袋的整个生命周期进行再思考与设计，较为系统的提出了解决白色污染的可行性方案。

结语

设计是人类改造和利用自然的有力武器，是人类创造健康与诗意生活的工具。设计“以人为本”的理念在某些方面满足了人类生活的需要，但是这种理念将人看成是宇宙的中心，认为人能够主宰以及役使一切自然之物已经被证明是完全错误的。因此在设计中引入“天人合一”的哲学理念不仅仅只是一种理论上创新的需要，主要是它能够对设计活动起到良好的指导作用，它就是一种心态，一种选择，一种境界，一种觉醒，一种社会的整体形态。这种理念让设计活动变得整体性、普遍联系性、可再生性，使得人类跳出了狭隘的以自我为中心的观念，更加注重设计的最终目的，更加关注所有物种共存共生的地球家园。

注释

[1] 孟昭阳：《设计以人为本的再认识》，160～162页，《重庆科技学院学报》，2012（18）。

[2] 丁小瑞、吕寅：《常用购物袋的评价与比较》，51～54页，《国际纺织导报》，2010（7）。

[3] 何人可：《工业设计史》，第三版，北京，高等教育出版社，2000-8。

[4] 顾群业、王拓：《对设计“以人为本”和“绿色设计”两个观点的反思》，48～49页，《山东工艺美术学院学报》，2008。

可降解塑料的原理范文第5篇

关键词：绿色化学 发展历程 正负效应 农业可持续发展

中图分类号：F322 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0124-02

“化学”（英语：Chemistry）是“变化的科学”，它是一门研究物质的性质、组成、结构、变化、用途、制法以及物质变化规律的自然科学。化学以实验为基础，具体研究物质的组成、结构、性质、及变化规律，这是化学变化的核心。化学与工业、农业、日常生活、医学、材料等均有十分紧密的联系，如煤、石油和天然气燃烧后产生了二氧化碳等物质。从本质上来讲，化学研究的对象涉及物质之间的相互关系，或物质和能量之间的关联。

1 化学的贡献及负面影响

化学作为自然科学的重要学科之一，其发展历程大致可分为三大阶段：古代化学时期，近代化学时期和现代化学时期。随着科技的进步，目前化学已发展有无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学与化学工程学等分支及边缘性的学科。现代化学的高速发展在特定的社会时期为社会做出了巨大贡献。化学科学给生物学、材料、化肥、农药、医药、能源、冶金带来了深远的影响。

化学科技的进步也引发了各种公害和破坏自然环境的问题。例如早期冰箱使用的“氟利昂”气体致冷剂，持续性地严重破坏臭氧层。化学工业发展的环境问题，主要是人造化学物质在自然环境下难以分解，且难以转化成无害物质，在环境中逐渐积累，破坏生态平衡。生存环境的逐渐恶化使人们意识到环境的重要性，环境污染必须要进行治理，而治理环境问题的方法则是要依靠化学方法，依靠科技进步。

2 绿色化学的提出

人类发展存在10个主要环境问题（全球变暖、大气污染、臭氧层破坏、生物多样性减少、环境公害、土地退化和沙漠化、海洋污染、淡水资源污染、森林锐减以及有毒危化学品）日益突出，都是与化学产物的污染有关。发展绿色化学有可能是解决人类可持续发展过程中遇到的人口、资源和环境挑战的重要途径。

“绿色化学”是在20世纪90年代提出的，其核心就是利用化学最经济原理和技术来防止环境污染，它从源头上避免和消除对生态环境有毒有害的原料、催化剂、溶剂和试剂，力求使化学反应是有原子经济性，实现废物的零排放。“绿色化学”也称为无害化学、环境友好化学和清洁化学，在此基础上发展起来的技术称之为绿色技术、环境友好技术和清洁生产技术。绿色化学是发展生态经济、工业及生态农业的关键，是实现农业可持续发展的重要组成部分，包括：（1）实现原料的绿色化；（2）提高反应的选择性；（3）催化剂的绿色化；（4）溶剂的绿色化。绿色化学彻底跳出了那种先发展后治理的怪圈，抛弃了发展经济以牺牲环境为代价的低级发展模式，进而采用绿色与环境友好相容的绿色发展模式，满足了现代农业、地球及人类可持续发展的绿色愿景及时代要求。

3 绿色化学的应用领域

我国学者已经对绿色化学作了系统论述。笔者认为我国绿色化学应选择5大领域进行突破，尤其是与人类生活密切相关的农业领域，以便大力促进我国绿色化学的发展，从而承担起我国在世界环境保护中所应尽的责任及义务，为全世界人民谋福利。

3.1 高效低毒农药

高效低毒农药逐步替代传统的有机农药已成为现代农药发展的趋势，是解决农药环境污染问题的关键所在。我国目前使用的农药多为高种，生产过程也有公害，使用高效低毒农药势在必行。未来，我国将建立全面详实的农药残留和环境毒理学数据库，通过分子设计技术，创制全新的生态友好型农药。

3.2 生态生物肥料

目前农作物对化肥的吸收利用率较低，而且易造成土地贫瘠化，约有一半以上的化肥随地下水流失，对环境造成污染，为了适应生态农业的发展，生态肥料的开发将是优先发展方向。该肥料可被微生物分解吸收，再把排泄物供农作物吸收利用，既具有很高的肥性，又可以改良土壤。近几年有机复合（混）肥是发展迅速，它主要是集生物肥、有机质及无机营养为一体，既发挥了生物菌的活化土壤、转化土壤养分的功能，又利用有机物质培肥土壤、改良土壤的特点。

3.3 生物物质的化学转化

生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物，如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。目前95%以上的有机化学品来自煤和石油，其生产过程带来了很大的环境负面影响。地球上的绿色植物每年产生的碳氢化合物高达300亿吨以上，能量储备相当于8万亿吨煤或800亿吨石油，而且可以在自然环境中降解，将生物物质用作化学原料和能源是绿色化学的战略目标。据此计算，生物物质中有90%的有机物可以转换为沼气，沼气燃烧产生能量。可以将秸杆制作成为饲料，用动物粪便制取沼气，沼渣用于食用菌栽培，沼液制成无公害液体肥料，从而综合利用生物物质再生资源制取沼气及其副产物，提高经济效益。

3.4 无污染可降解塑料其种类

塑料在农业生产中用作地膜，给农业生产带来迅猛发展，使农作物在任何季节均能结果，丰富了农产品供应品类，满足了人民生活多样化消费需求。然而，传统塑料属于高分子化合物，极难降解。随着使用地膜栽培年限的延长，残留地膜越积越多，“白色污染”带来的环境污染危害对农业可持续发展构成严重威胁。采用可降解塑料是使“白色垃圾”处理达到减量化、资源化和无害化最有效的办法，这种塑料能够在光和生物双重作用下协同双降解。

4 绿色化学是农业可持续发展的有效途径

随着科技的发展以及生产和生活方式的转变，世界各国都在不断探索人类社会发展的可持续途径。21世纪，一些发达国家和国际组织相继强调绿色化学及其发展理念是环境管理体系中的一个关键的环节和重要组成部分。人类必须重视环境问题与人类社会的发展协调，人类需要从工业文明的发展模式转向生态文明的模式，并逐渐最终成为可持续发展模式。

我是世界上最大的发展中国家，目前存在人口多、经济转型慢、生态环境脆弱等突出问题。纵观我国农业发展，存在的问题很多，例如：40%以上国土面积受到酸雨污染；盲目使用农药和化肥，土壤贫瘠化加剧，水体“富营养状态”，废弃塑料“白色污染”，水源及土壤重金属污染等，以上这些突出问题严重威胁我国人民生产和生活水平提高，制约着我国经济的健康发展。而要彻底治理环境污染和实现农业健康发展，根本出路就是基于社会、经济、资源与环境协调要求，依靠科技创新，重点开发高利用率无污染的生态肥料和高效低毒的生态农药，以及绿色粮储、加工以及农副产物高附加值等转化技术，才能解决社会经济增长与资源环境制约的矛盾，实现农业可持续发展。

参考文献

[1] 朱清时.绿色化学的进展[J].大学化学，1997，12（6）：7-11.