完全生物降解塑料將大規模使用

嚴峻現實

新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣古勒巴格鄉澱粉村村民劉緒剛回憶起使用地膜時的情景，眉頭擰起。1992年，他開始在種植棉花時使用地膜，每畝地每年用3公斤至4公斤。“過去為了省事省時，一般把殘留的地膜焚燒在田間地頭，或者翻到地裡，一年一年積累下來，土地都吃不消。”劉緒剛說。

如果從1982年開始引進棉花地膜栽培技術算起，尉犁縣已經使用了30多年地膜。該縣曾先后選了500多個檢測點，往地下深挖35厘米，將殘留的地膜取出、洗淨、晾干后進行稱量，發現平均每畝地殘膜量達18.9公斤，最多的甚至達40公斤，影響作物產量5%左右。

20世紀80年代初，新疆生產建設兵團在農業生產中首先採用地膜技術，農業生產力顯著提高。特別是近年來，膜下滴灌技術的成功推廣和應用，更進一步促進了地膜覆蓋技術的飛躍發展。截至2011年，新疆地膜覆蓋種植面積已佔總播種面積的40％以上。有關方面統計，目前我國每年地膜覆蓋面積近3億畝，地膜投入量達120萬噸左右，地膜覆蓋栽培技術對作物的增產增效作出了重大貢獻。

然而，在地膜覆蓋栽培技術為農民帶來喜悅的同時，人們發現，土壤裡殘留的地膜越來越多，且無法分解，這為農業生產帶來極大隱患。

2008年，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所嚴昌榮等人對新疆生產建設兵團第八師143團、145團和新疆農墾科學院連續20年覆膜種植棉花的土壤殘膜進行檢測，結果顯示：土壤中地膜平均殘留量高達每畝20.04公斤，並且覆膜年限越久,殘留量越高，連續覆膜20年和10年棉田中地膜殘留量分別為每畝20.53公斤和17.31公斤。2009年對兵團12個點的地膜殘留檢測結果顯示，地膜殘留量每畝在6.38公斤至10.4公斤。另外，對130團調查結果表明，連續地膜覆蓋栽培3年至5年的田塊，種植小麥減產2%至3%，種植玉米減產10%，種植棉花減產10%至23%。

兵團農田殘膜治理依靠行政力量推動，以機械回收加人工撿拾為主。但是，無論機械回收還是人工撿拾，都不能徹底清除長期積累的殘膜。而且，隨著勞力費用的增加，職工撿拾殘膜的成本也在迅速增加。

據兵團統計局不完全統計：2013年，兵團殘膜污染面積已經超過60萬畝。未來10年我國地膜覆蓋面積每年將以約10%的速度增加，新疆也將是最主要的地膜增長區域。

兵團農業技術推廣站站長王林說：“大量殘膜的存在影響了土壤的透氣性，阻礙了土壤水肥的運移，影響了土壤微生物活動，導致土壤結構破壞、耕地質量下降﹔影響了農作物根系的生長發育，導致作物減產以及農事操作受阻、次生環境污染等一系列問題。如何解決殘膜污染問題，是新疆農業乃至全國農業生產面臨的巨大挑戰。”

今年初，新疆昌吉回族自治州瑪納斯縣政府出台了《2014年整縣制推進農用廢舊地膜綜合治理項目實施方案》。其中針對如何調動農民回收殘膜積極性制定了一系列優惠政策：農民使用0.01毫米地膜每畝地補助7元﹔回收一公斤廢舊地膜補助10元﹔農田機械回收殘膜作業費每畝補助4元，另外還安排對農民購買大型殘膜回收機械進行購置補貼。補貼總額近2000萬元。

從最初對使用地膜的農戶給予一定的經濟補償，到后來對回收地膜給予一定的經濟補償，形成了一個令人難以理解的怪圈。那麼，有沒有一種更好的辦法，既讓農民使用了地膜，又不造成白色污染呢？

其實，這種理想化的地膜在國際上早已引起人們的關注，相關研究主要集中在可生物降解材料及相關產品的研制方面。

國際上關於可生物降解材料的研究已有近50年歷史。國內關於可生物降解高分子材料的研究起步較晚，研究主要集中在材料的合成、化學結構的表征及改性方面，對可生物降解高分子材料的生產技術及產業化研究甚少，特別是對高分子材料的產業化放大過程中合成技術與成型加工技術研究更少。

回收地膜和開發可降解地膜是目前世界上解決地膜污染的兩個方向。完全生物降解地膜由於其特殊的分子構成，在使用過程中性能穩定﹔使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環境下，被微生物或動植物體內的酶最終分解為二氧化碳和水，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，對環境友好，最受人們青睞。這是治理白色污染最便捷的方法，也是最可行的方法。

從20世紀70年代以來，研究開發可自然降解的高分子材料成為世界范圍內的重要課題。許多發達國家都投入了大量的資金，組織了強大的科研力量進行研究開發。

艱辛研發

金發科技股份有限公司是目前亞太第一、世界第四的改性塑料企業，公司已形成8大系列100多種4000多個自主知識產權產品。

2001年，當公司發展正處於黃金階段時，他們敏銳地捕捉到完全生物降解材料這個發展前景十分看好的領域，開始組建研發團隊，投入大量資金，進行艱難攻關。

全國人大代表、金發科技股份有限公司董事長袁志敏說：“作為改性塑料行業的龍頭企業，我們就是想通過自己的雙手，幫助國家解決這個世界性難題，承擔社會責任，造福人民。”

此項研究的團隊負責人叫徐依斌，2004年畢業於復旦大學高分子化學與物理專業。當他邁進金發科技大門時，正好趕上這個機遇：完全生物降解材料研發項目正式立項，他被任命為負責人。用他自己的話說：“我也是從最初的一點一滴學起，再慢慢深入下去的。別人不提起，自己都想不出有多痛苦。它讓我痛不欲生，這句話一點也不過分。”

徐依斌介紹，在一般人眼裡，這種可降解材料的最難處是怎麼降解。“我們不這樣認為，它必須是在需要時保持完整性，不需要時立刻降解，不能再留一點一滴的殘物。這是兩個十分矛盾的方向，也是世界難以攻克它的原因。”

時間僅僅過去了3年，這一團隊就完成了產學研合作研究，並形成了產品系列。2008年建成千噸級裝置，2009年實現千噸級銷售。2011年建成萬噸級裝置，並順利投產。到目前為止，已經開發成功完全生物降解和生物基兩大產品系列共10個牌號的產品，形成了以“ECOPOND”為商品牌號的產品族。

這個產品系列涉及的技術包含聚酯樹脂的合成、聚酯樹脂的反應擠出、合金化改性技術及其應用加工技術。系列產品通過了目前最為嚴格的生物降解標准測試CEN 13432，以二氧化碳釋放量作為測試標准，能夠在180天內實現降解90%，降解物對植物生長沒有任何負面影響。

徐依斌介紹說，這個項目的創新點很多：實現了不同結構特征的共聚酯產品的共線生產問題﹔降解聚酯的粘均分子量可達20萬﹔催化劑用量可減少至合成單體總重量的萬分之一﹔可以根據反應釜中物料分壓－反應溫度－反應物粘度的相互對應關系對反應過程進行精確控制﹔能夠根據實際要求改變產品的壽命周期等等。

說起研發的過程，徐依斌談到一點：“我們是從市場應用再到技術研發這個反方向進行的。確立了研發目標，我們首先與業內人員溝通這個產品怎麼才能賣出去，賣給誰。”

有了目標，他們開始進入這個領域進行探討。“那段時間，我們真像熱鍋上的螞蟻，坐立不安。領導一問進展，我們屁股上就冒火，壓力太大，總感到像是有翻不完的山，爬不完的坡。”徐依斌回憶道。

2010年，公司生產的完全生物降解材料產品突然出現一個問題：產品在制作袋子時無法封口。2007年進入研發團隊的焦建被指派尋找問題症結。這個年輕人一頭扎進生產車間，從第一道工序開始尋找問題。經過兩個星期的認真查找，問題終於找到，生產恢復正常，但焦建的心裡卻一點也快樂不起來。他說：“快樂是短暫的，麻煩總在不斷地出現。那一段時間，我們就是要不斷地處理各種各樣的問題，常常是剛解決了一個問題，另一個問題又在那等著我們去解決。因為這本身就是前無古人的研發，沒有任何可以借鑒的地方，全憑自己一點一滴去解決、去攻克。”

徐依斌是團隊9名成員中的老大哥。可別小看這9個人，6名博士后，1名博士，2名本科，今年平均年齡才31歲。當年他們攻克這個世界難題時，平均年齡隻有28歲。到目前為止，完全生物降解材料擁有44項專利，其中有的還獲得了美國、澳大利亞等國的專利授權﹔發表論文8篇，是一項名副其實的擁有中國知識產權的“中國創造”。

“我們中國人也可以在世界高分子材料研究上擁有自己的地位，做到領先世界，而且這項工作是由我們這群年輕人做到的。內心那種自豪是別人永遠無法體驗的。再苦再累，我們也無所畏懼。因為我們站在了世界最高的山峰。”徐依斌笑著說道。