「塑」戰「塑」絕--塑膠的危機與轉機

學校:臺中市豐原區葫蘆墩國民小學
作者:張桓王薪喬熊宜庭陳詩穎
指導老師:方子華洪味珍

摘要

為了改善塑膠製品汙染問題,我們從認識塑膠製品開始探討,結果發現:塑膠製品會危害人體、環境,解決之道可以從個人、企業、政府減塑行動做起,依塑膠不同材質回收再製成塑膠產品,透過國際組織的努力、國際大廠響應、政府與民間的合作,改善塑膠汙染問題,而兼顧材料循環與低碳排的「生質塑膠」,是塑膠循環經濟新亮點。

壹、看!殘酷的塑膠汙染事實上演中

   人類在享受塑膠製品帶來的便利性同時,塑膠卻也對地球的生物、環境造成很大的危害,所以我們想找出解決的方法。
   近來因為covid-19疫情,全臺進入第三級警戒,我們觀察到外送平台的服務大增,每天產生的塑膠量更是可觀,因此,我們想進一步探究面對塑膠危害的「轉機」,期待地球Wonderful!

貳、探究架構

   要了解塑膠的危機與轉機,首先要認識塑膠製品,於是我們先從塑膠的特性、類型來探討,接著再探究塑膠製品的危害,至於如何推動減塑行動,我們從個人、企業、政府三個面向來分析,最後我們希望能找到回收變黃金的好方法,透過塑膠回收技術、塑膠再生製品、塑膠產業循環經濟,進一步探究面對塑膠危害的新契機。
一、探究子題
(一)認識塑膠製品
(二)塑膠製品的危害
(三)減塑行動
(四)回收變黃金

榮譽

「 110年度全國國民中小學線上數位閱讀專題探究競賽」國小B組特優

類別

110年度/國小

標籤

塑膠/減塑/再生
二、探究架構圖

參、主要發現

一、讓我們來認識塑膠製品
  塑膠最早來自於1850年代的英國,自從被開發以來,各方面用途日益廣泛。塑膠是指以高分子量的合成樹脂為主要成分,加入適當添加劑,如增塑劑、穩定劑等,經加工成型的塑性材料。其材質千變萬化,能依照產品需求,有各種形狀、色彩與重量的展現;同時也容易量產、價格便宜又具便利性,讓人人買得起、用得起。1960年代,一般美國人一年消耗約13公斤的塑膠產品,但到了21世紀,每人一年消耗已經超過136公斤的塑膠。
  塑膠是易燃的有機材料,直接與火源接觸,極易引燃。受高熱時會起火燃燒,產生大量黑煙(碳化氣體),尤其PVC更會產生具毒性的「戴奧辛」。使用塑膠時要避免接觸有機溶劑或油脂,可能有較小的塑膠分子材料被溶解出來。
  美國塑膠工業協會製定一套三個時針方向循環箭頭構成的三角形號碼標識,分別編碼來代表七類不同的塑膠材質。

塑膠材質回收辨識碼圖樣

  此外,還有一種微塑膠 (Microplastic),被廣泛稱為「塑膠微粒」,其直徑或長度少於5毫米的塊狀、細絲或球體的塑膠碎片。依其來源可以分為「原始」塑膠微粒,指本身被製造而成,例如塑膠製品的顆粒原材料;「次生」塑膠微粒,則是指因暴露於風、浪和紫外光線而分解的塑膠碎片。
二、可怕的塑膠製品危害
(一)對人體的影響
  塑膠製品對人體的影響極大,我們蒐集資料,整理如下表:

(二)對環境的影響
  塑膠製品對環境的影響非常大,以下分「空氣」、「土壤」、「海洋」三個面向說明:
  1. 空氣:微塑膠無處不在,佔據日常呼吸空氣的4%到77%,空氣中的塑膠微粒可能吸附環境中的有害物質,例如戴奧辛、多環芳香碳氫化合物、有機化合物、胺氮、重金屬等;塑膠微粒可藉由大氣氣流飄散到各地,推測傳播距離可達到100公里。跟空氣污染一樣,北極也吸得到。
  2. 土壤:全球三分之一的塑料垃圾最終都存留在土壤中,這些颗粒正在進入食物鏈;污水中含有80%至90%的塑料顆粒,而這些污水和污泥常作為肥料施用於農田,意味著每年有數千噸微塑料沉澱在土壤中;塑料微粒會對蚯蚓產生影響,破壞其健康狀况及疏鬆土壤的能力,進而使土壤肥沃程度顯著下降。
  3. 海洋:海洋中的塑膠污染主要來自一次性的塑膠瓶和塑膠包裝,例如瓶裝水、瓶裝飲料、零食袋、食物的塑膠包裝……等;全球一年有高達800萬噸的塑膠垃圾流入海洋,最大的一個太平洋垃圾帶,面積有160萬平方公里,大約等於3個法國,比44個臺灣還要大!全球海洋可能有50兆片塑膠塑片,正透過食物鏈危害人類健康;海洋中的塑膠會釋放酚甲烷或聚苯乙烯等有毒物質到海洋中;目前估計每年約有40萬隻海洋哺乳動物因塑膠污染死亡;到了2050年,海中的塑膠甚至會比魚還多!
三、減塑行動一起來
  以下我們從三方面探究「減塑行動」。
(一)個人行動
  臺灣超過八成民眾支持禁塑,個人在日常生活中可做的減塑行動很多,我們整理如下表:

(二)企業行動
  國際學術期刊《Science》針對海洋塑膠的研究指出,零售業再不改變,估計2040年全球將增加三倍的塑膠垃圾流入大海。據統計,從城市流入海洋中的垃圾,大多是塑膠包裝,而民眾日常生活中最常消費的超市、超商及量販等通路,正是塑膠包裝的大本營,因此,全球企業必須為「減塑」做出改變。
  我們分「企業減塑的必要性」、「企業減塑的例子」、「企業減塑努力方向」三個面向說明如下:
  1. 企業減塑的必要性:2013 年全球只有2%塑膠包裝回收再利用,從企業「源頭減塑」是關鍵;超市中平均近80%的商品被塑膠包裝,消費者到賣場採購,也就會帶回很多不必要的塑膠包裝垃圾。
  2. 企業減塑的例子:近年來,各國政府、企業都有減塑的具體行動。聯合利華公司回收食品塑膠小袋中的聚乙烯(PE),再將這些塑料去製造出新的小塑料袋;英國第六大零售商Waitrose發起零包裝實驗,鼓勵消費者自帶容器盛裝;英國擁有900間分店的冰島超市,宣布2023年淘汰自有品牌產品的塑膠包裝,同時,也在概念店實驗散賣和減少塑膠包裝,經過一整年嘗試,減少塑膠使用量達11%;香港百佳超市於2019年實施擴大蔬果裸賣、減少銷售預先包裝進口水果;愛迪達與國際海洋環境保護組織Parley for the Oceans合作,用俗稱「幽靈漁網」的廢棄漁網和海洋垃圾製成慢跑鞋……等。
  3. 企業減塑努力方向:企業減塑可以為解決塑膠汙染帶來許多好處,但目前企業普遍缺乏完整減塑政策。企業減塑未來可以從改變企業經營思維,反思塑膠包裝的必要性,淘汰「拋棄式」行為,成為減塑改變的帶動者;並承諾整體塑膠減量目標,制訂明確的計畫與時間表、設定全面淘汰一次性塑膠年限、全面盤點並公布塑膠足跡……等。企業減塑具體行動,例如超市的包裝回歸「重複使用」、「重複填裝」,省去塑膠用量又不浪費食材;提供消費者更多「裸賣」的選擇,以提供優惠鼓勵消費者自己帶容器;提供「甲地租乙地還」的租借容器服務,使用與回收可以重複使用的包裝……等。
(三)政府行動
  世界各國積極推動減塑政策,但全球生產的所有塑膠當中,卻只9%確實被回收,回收效率遠不及塑膠被製造出來的速度。針對政府減塑行動,我們討論、整理資料,分「各國減塑政策」、「臺灣減塑政策」、「塑膠飲料杯的問題」三個面向說明。
  1. 各國減塑政策比一比:

  2. 臺灣減塑政策:臺灣最早的限塑政策從2002年開始,環保署針對部分場所規範禁止提供免費塑膠袋、塑膠類免洗餐具,2018年宣布全面禁用一次性塑膠製品,曾被譽為「亞洲減塑先鋒」,但三年過去,整體塑膠用量不減反增,探究其原因,我們發現:臺灣限塑成效不彰,過去十年,免洗餐具的一次性塑膠,使用量成長超過35%;臺灣現行飲料杯減量辦法和塑膠品禁用時程落後國際,減塑應更積極!政府未來可以透過法令,限制企業塑膠包裝類型與數量;協助企業進行改善產品設計、注重重覆裝填和再利用的循環……等方向努力。
四、回收變黃金
(一)塑膠回收再生技術
  「資源Recycle地球Wonderful」針對塑膠回收再生技術,我們整理分「回收新觀念」、「回收再生技術」、「塑膠再生循環」、「塑膠再生微旅行」、「資源回收變資源」五個面向來說明。
  1. 「回收」新觀念:進入21世紀「全循環」的經濟模式帶來了新的希望,加入「回收再製」關鍵角色,轉廢為用,形成一個回收再利用的循環機制。
  2. 「回收」再生技術:我國資源回收主要依據「行政院環保署公告應回收項目」來回收廢棄物,回收商回收後需將塑膠細分,後端再生工廠將塑膠磚經過粉碎、清洗、乾燥等過程,其中的PET材質運往下游的再生工廠或紡織廠,再製成新的產品,其餘的材質需送到造粒廠,經造粒後製成二次塑膠原料,這些再生原料經射出成型或壓模等,就可製成各式塑膠產品。
  3. 塑膠再生循環:回收場、分類廠依照材質分類後,將其打包成大約500公斤上下的瓶磚,再生處理廠進入揀選、粉碎、清潔的程序,以確保原料品質,高溫熱熔技術將塑膠碎片熔成膏狀再抽料造粒,製成「再生塑膠粒」,最後「再生塑膠粒子」被依照各自的「物性」以及不同需求,被製造成新產品。
  4. 塑膠再生微旅行:資源回收車將回收塑膠送至資源回收站,資源回收站先進行分類,打包成巨大瓶磚,接著進行分類、粉碎、搓洗、脫水、加熱、過濾、冷卻……等多重程序,製成塑膠再生粒子,再製成新塑膠瓶器、環保袋、環保衣……等。
  5. 資源回收變資源—塑膠袋回收:日常生活中塑膠袋的使用量大,故塑膠袋的回收必須重視,回收塑膠袋應注意需沖洗乾淨後才能回收、回收前去除袋外的非塑膠(如紙質標籤)部分、含有鋁箔或錫箔等複合性材質的塑膠材質包裝袋,不可回收再利用。而回收處理過程,先以人工分選挑出雜質,破碎後以水清洗,經分選及乾燥後,熱融製成塑膠再生料,作為黑色大塑膠袋、工具箱、花盆等非盛裝食物的製品摻配原料。
(二)塑膠再生製品
  塑膠再生製品多元,瑞典哥德堡查爾默斯理工大學的太空、地球與環境系能源技術組主任圖曼教授表示:「很難分解的塑膠不如別花力氣強迫它分解,反過來利用它可以不斷重複利用的特性,更有效益。」
  塑膠再生粒料已經有許多實際應用的案例,例如:2014年世足賽,球星身上穿的是臺灣廠商由寶特瓶再製而成的環保球衣;歐萊德與大豐環保科技合作的100%消費後再生塑料瓶器,是目前臺灣市場上第一支100%「HDPE 消費後再生塑料」製造的,其碳排只有同容量塑膠瓶的1/5;臺灣富士全錄將廢棄的印表機外殼再製為環保文具組;比利時塑膠再生工廠業者,專門蒐集塑膠瓶蓋,重新做成生活物品……等。
(三)塑膠產業循環經濟
  循環經濟當道,2019年七大工業國達成共識,以在2030年塑膠材料得以100%循環再利用或能資源化為目標,Youtube華視新聞影片報導臺灣一年消耗60萬噸塑膠,塑膠包裝占整體塑膠消耗的25%,環保署希望2025年非食品級的塑膠容器,有25%使用再生塑膠作為原料。
  2018年歐盟委員會提出「歐盟塑膠戰略」,減少進入掩埋場、焚化爐的塑膠量,提高回收比例;建構歐盟塑膠二次原料使用體系,擴大回收使用量;原料的使用盡量與石化來源脫鉤。
  國際350家品牌廠商承諾,在2025年使用的塑膠包材以「可回收」、「可多次使用」、「可生物分解」的產品為主,以減低一次性包材用量;Coca-Cola公司以「提升PET材料的回收再利用率」為現階段的執行重心。
  臺灣政府與民間積極合作,政府推動塑膠包裝膜循環及提升品牌產品與塑膠容器再利用為主軸,宣告於2025年非食品級塑膠容器再生料配量達25%之目標。民間產業也一起合作;家樂福、大潤發、愛買、好市多等業者,回收PE包裝膜為塑膠再生原料;利華、耐斯企業、花王、等國內知名清潔製品業者,推動再生塑膠使用;容器製造商有美、永裕塑膠、宏恩塑膠,共同響應回收再利用。
  近年來兼顧材料循環與低碳排特性下,「生質塑膠」逐漸受到重視,生質塑膠屬於「環境友善塑膠材料」的一種,原料從天然資源而來,例如由玉米、木薯、小麥、馬鈴薯、棕櫚油等所製成的一種塑膠材料。然而,生質塑膠產業受限於原料(農作物)供應不足,若要強化生質塑膠產業發展,掌握充足料源則是關鍵因素之一。現階段研究狀況聚焦於利用農業剩餘物資,如稻桿、蔗渣等為原料,如何將其轉化為生質塑膠,成為技術開發的焦點。

肆、結論

一、從「塑」戰中發現新契機
  首先,認識塑膠製品時我們了解到:塑膠來自於1850年代的英國,以合成樹脂為成分,易量產、價格便宜具便利性;使用塑膠要注意其易燃性、燃燒後會產生有毒物質……等情形。塑膠分為「熱塑性塑膠」、「熱固性塑膠」兩類,一般以七類編碼來代表不同材質的塑膠,而「微塑膠」是指直徑小於 5 毫米的塑膠。
  其次,研究塑膠製品的危害時我們發現:塑膠會對人體器官系統造成危害,塑膠微粒可能吸附空氣中的有害物質,再藉由大氣氣流飄散到各地;塑料垃圾最終都存留在土壤中,進入食物鏈;海洋污染主要來自一次性的塑膠用品,目前每年約有40萬隻海洋哺乳動物因塑膠污染而死亡。
  接著,研究減塑行動時我們發現:個人可從日常生活做起,為減塑奉獻心力,超市近80%的商品被以塑膠包裝,從企業「源頭減塑」是重要關鍵!國際上不乏企業減塑例子,未來企業可從制訂明確的減塑計畫、淘汰「拋棄式」塑膠包裝、回歸「重複使用」……等方向努力。許多國家均有減塑政策,而臺灣減塑成效不彰,過去十年,一次性塑膠用品使用量成長超過35%,飲料杯減量辦法和塑膠品禁用時程也均落後國際,而臺灣2020年一次性塑膠飲料杯使用量近20億個!期待政府未來以法令限制企業塑膠包裝類型與數量,協助企業改善產品設計……等方向,落實減塑政策。也期待可從個人購買自備環保杯、商家提高自備環保杯折扣、政府多元政策減量……等方向,積極減塑。
  最後,研究如何將回收變黃金時我們得出:當前國際經濟模式—「零廢棄、全循環」,回收商依塑膠不同材質回收,再生處理廠製成「再生塑膠粒」,再製成塑膠產品,七類不同的塑膠材質有不同塑膠再生製品,塑膠再生微粒也可應用再製成生活物品。各國對塑膠產業循環經濟的重視,2018年「歐盟塑膠戰略」以擴大回收使用量為目標、七大工業國期許在2030年達成塑膠材料100%循環再利用;在臺灣,環保署希望2025年非食品級塑膠容器,有25%使用再生塑膠作為原料;兼顧循環與低碳排的「生質塑膠」逐漸受到重視,如何利用農業剩餘物資,將其轉化為生質塑膠,是技術開發的重點。
二、對未來探究的期許
  (一)我們進行探究參考的資料大多是國內網站,沒有探究到國外的網站資料,所以可再搜尋國外的網站資料,或許能提出更好的探究結論。
  (二)我們的探究主題網路資料繁多,因此「時效性」掌握也變得更加重要,充 分掌握最新知識、政策、訊息……等,才能讓探究結論更符應實際現況。



伍、參考資料

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  4. zero zero團隊部落格。減塑之外,再塑也很重要—塑膠再生微旅行
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  6. 公視新聞網。塑膠瓶蓋再生 碾碎熔融製成各式生活用品。
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  13. 食力foodNEXT。全球一年用掉8550億個塑料小包裝袋、足以覆蓋整個地球表面。
  14. 倡議家。10種減塑方案,讓你邊運動邊愛地球。
  15. 高鼎精密材料。企業紛紛投入循環經濟,加速帶動生質材料發展。
  16. 財團法人慈心有機農業發展基金會。4R減塑四原則。
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  19. 康健雜誌。原來我們都在吃素。
  20. 報導者。當人體器官驗出塑膠微粒:台灣限塑18年,然後呢?
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