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[關鍵詞]聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、淀粉基塑料
中圖分類號：TQ320.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0274-01
傳統塑料主要來自石化資源，因其不易降解和回收利用，給環境造成極大污染，并造成對石化資源的嚴重浪費，尋找非石油基環境友好的材料迫在眉睫，生物可降解塑料是解決這個問題的有效途徑。目前研究最廣泛的可降解塑料有聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯、淀粉基可降解塑料等。
一、聚乳酸（PLA）生物可降解材料
聚乳酸（PLA）是以乳酸為原料制備的高分子材料，具有無毒、無刺激性、強度高、易加工成型和生物相容性好等特點，制品在使用后可完全降解。按單體不同，PLA分為PLLA、PDLA和PDLLA。當前國內外PLA生產企業主要以生產不同規格的PLLA為主。PLLA單獨使用具有熔點低、結晶慢、耐熱性差等缺點，通過與PDLA共混，可形成立構復合體，改善成核、結晶速度，提高材料耐熱性。PLA可用于一次性飯盒以及其他各種食品、飲料外包裝材料；可用于纖維和非織造物等，包括服裝、建筑、農業、林業、造紙、醫用等領域。
聚乳酸是以乳酸單體為原料經過聚合等工藝制備得到的高分子聚合物，制備方法分為一步法和兩步法，一步法難以制備得到高分子量的聚合物，基本無應用價值，目前國內外廠家主要通過兩步法工藝生產聚乳酸。兩步法工藝需經歷中間體丙交酯階段。
聚乳酸主要生產企業：
二、聚丁二酸丁二醇酯 （PBS）生物降解塑料
PBS是以丁二酸與丁二醇為原料制備得到的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解代謝，是典型的可完全生物降解材料。但PBS的加工溫度較低、黏度低、熔體強度差，難以采用吹塑和流延的方式進行加工。另外PBS制品往往呈一定脆性，應用受限。PbS主要用于包裝、餐具、容器、一次性醫療用品、農業、生物醫用高分子材料等領域。
PBS的聚合前體主要原料為丁二酸；丁二酸的生產主要是通過石化法合成， 目前丁二酸的生物制造技術是國際競爭熱點， PBS（聚丁二酸丁二醇酯）是以丁二酸與丁二醇為原料經過聚合制備得到的高分子聚合物。
PBS主要生產企業：
三、聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯（PBAT）生物可降解材料
PBAT是對苯二甲酸丁二酯和己二酸丁二酯的共聚酯。作為一種新型的生物可降解共聚酯，PBAT兼具了芳香族聚酯和脂肪族聚酯的優點，既具有很好的熱性能、機械性能，又具有生物可降解性和加工性，可以用它與脂肪族聚酯 PLA 等共混，來改善脂肪族聚酯的機械和力學性能。PBAT的加工性能與LDPE非常相似，可用LDPE的加工設備吹膜。PBAT主要用作農用地膜、垃圾袋、保鮮膜、堆肥袋、淋膜和餐盒、餐盤、杯子等。
PBAT主要生產企業：
四、淀粉基可降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉經過改性、接枝反應后與其他聚合物共混加工而成的一種塑料產品，具有生產成本低、投資少、使用方便、可生物降解的特點。淀粉基熱塑復合材料不僅具備一般高分子材料所共有的基本特性，而且具有完全可降解性，可替代當前廣泛使用的塑料材料。
淀粉基生物降解塑料已有3O年的研發歷史，具有研發歷史久、技術成熟、產業化規模大、市場占有率高、價格較低的特點。淀粉基生物降解材料主要用作包裝材料、防震材料、垃圾袋、地膜、保鮮膜、食品容器、一次性餐具、玩具等。
淀粉基可降解塑料主要生產企業：
五、總結
目前各種生物可降解材料前景較好，但市場開拓、產品成熟度、產品性能開拓、產品應用等方面，需要時間開拓；當前石油價格低、石油基塑料產品價格優勢明顯，生物可降解材料同石油基材料競爭，目前還不具備條件；生物可降解材料的發展，還需要政府政策、稅收優惠、市場等方面的支持；隨著國內外對環保的要求越來越高，可降解材料的相關政策將會越來越好；同時隨著可降解材料生產技術的提升，可降解材料的成本將越來越低。
參考文獻
關鍵詞：可降解塑料 光降解 生物降解 光-生物降解塑料
引言
塑料這種材料已經廣泛應用到國民經濟各部門以及人民日常生活等各個領域。但是塑料這種材料在自然環境中難以降解，隨著其用途的擴大，帶來產量的增加，因此導致了嚴重的環境污染問題。傳統的處理技術（焚燒、掩埋等）存在一定的缺陷，回收利用也存在著局限性，而且這些處理方式都不能從根本上解決問題。因此開發可降解塑料來解決廢棄物難以處理的問題是一個重要的課題。
一、可降解塑料的定義
可降解塑料雖然至今在世界上沒有統一的標準化定義，但是美國材料試驗協會（ASTM）在通過研究相關術語的標準對其定義：在特定的環境下，其化學機構發生明顯變化，并用標準的測試方法能測定其物質性能變化的塑料。這個定義基本上與降解和裂化的定義相一致。
二、降解塑料的分類及降解機理
1.光降解塑料
光降解塑料包括合成型也叫共聚型、添加型兩種，該種塑料在日照下會受到光氧作用并吸收光能，光能主要為紫外光能，因此而發生自由基氧化鏈反應以及光引發斷鏈反應，從而降解成對環境安全無害的低分子量化合物。
其中通過共聚反應在高分子主鏈引入感光基因而得到光降解特性的為合成型降解塑料，這種塑料通過調節感光基因含量來控制其光降解活性。目前某些可用于包裝袋、容器、農膜等范圍的乙烯―CO共聚物和乙烯―乙烯酮共聚物已實現工業化。通過將光敏助劑添加到高分子材料中而制造成的為添加型高分子光降解材料，這種類型的塑料其降解原理為光敏劑會受到紫外光的誘導，將它添加到塑料中可以引發并加速塑料的光氧化。光敏劑在光的作用下可離解成為具有活性的自由基，因此該類型塑料的光降解特性是由光敏劑的種類、用量和組成決定的。
降解塑料向深層發展的一個標準是可控光降解塑料，它在具備光降解的特性的同時，還應該具備特定的光降解行為。它被要求能控制誘導期內力學性能，并保持該性能在80%以上。因此要達到這個標準就必須對光敏劑的使用有更高的要求，在光敏劑可控制光氧化曲線的同時，也要注重控制光氧化的時間。
2.生物降解塑料
在自然界中受細菌、霉菌等微生物作用而降解的塑料為微生物降解塑料，該類型塑料的種類有部分生物降解型、完全生物降解型、化學合成型、天然高分子型、摻混型、微生物合成型和轉基因生物生產型。
在微生物作用下能完全分解成CO2和H2O的為最理想的生物降解塑料，通過研究可發現，酶在塑料水解、氧化的過程中發揮著極其重要的作用，是生物降解的實質。酶會導致主鏈斷裂，從而相應的降低相對分子質量，使其失去機械性能，以便于微生物對其更容易的攝取。
生物降解必須滿足三個條件，經歷三個階段。
條件為：微生物（真菌、細菌、放射菌）的存在。
擁有氧氣，并要求一定的濕度，還要有無機物培養基的存在。
適宜的溫度范圍為20～60攝氏度，PH范圍在5～8之間。
三個階段為：
初級生物降解――在微生物作用下，塑料等化合物的分子化結構發生變化，使原材料分子的完整性被破壞。
環境容許的生物降解――原材料中的毒性可以被去除，以及人們所不希望的特性的降解作用同樣可以除去。
最終生物降解――塑料通過生物降解，被同化成微生物的一部分。生物降解過程中主要的三種物理化學反應：
物理作用――微生物細胞生長在對塑料的機械破壞中起著重要作用。
化學作用――微生物在破壞中會產生某些化學物質，起到化學作用。
酶直接作用――本質為蛋白質的酶，含有20多種氨基酸，它們能降低被吸附塑料分子和氧分子的反應活化能，以此來加速塑料的生物分解。
3.光-生物降解塑料
顧名思義，這種塑料兼具生物和光雙重降解功能，使得其達到完全降解的目的。光降解高分子材料有兩種：淀粉型和非淀粉型，其中較為普遍的是采用高分子的天然淀粉作為生物降解助劑。這種在高分子材料中同時添加自動氧化劑、光敏劑以及生物降解助劑等作為配置方法，來達到光-生物降解的復合效果。含有多種化學物質而形成的非淀粉型光和生物降解體系已廣泛應用于吹塑制成可控降解地膜，在應用過程中發現，該薄膜不僅具備保溫、保濕和力學性能，還具備可控性好、誘導期穩定等優點。
目前，光-生物降解塑料處理工藝的關鍵是淀粉的細化很熱結構水的脫除，處理設備復雜，因此產品的質量難以控制。由于其設備的投資需要的資金大，復雜的工藝以及缺少該方面的人才技術人員，導致其市場化、產業化的發展步履維艱。
總結：
近年來在國內外，可降解塑料的開發與研究已取得了一定進展，但是其技術有待進一步優化，工藝需要不斷完善，市場化的推廣也要加大力度，采取有效措施降低成本、拓寬用途、提高性能等。更要注意的是降解塑料在世界上沒有統一的定義，也缺乏確切的評價，識別標志、產品檢測沒有完整的體系導致市場混亂。
從長遠發展的角度看，當代人們的環保意識不斷加強，降解塑料的市場化是一種必然的趨勢。當前相對較成熟的是光降解塑料技術，生物降解技術由于其處在發展階段，因此是開發的熱點，光-生物降解技術則是主要開發方向之一。
參考文獻：
[1]裴曉林；應用基因組改組技術選育L-乳酸高產菌株及其發酵工藝研究[D]；吉林大學；2007年.
1.有益環保的包裝設計引導
有益環保的包裝設計，就是在進行產品包裝設計時，首先將環保安全放在首位。關于環保的包裝設計很多學者和專家進行了專門研究，提出了許多先進的設計方法。在眾多的設計方法中，目前公認的理想包裝設計就是綠色包裝設計。
(1)綠色包裝設計概念
綠色包裝設計指產品與包裝的壽命周期相復合的設計。它主要使包裝在產品生命周期中發揮作用后無環境污染。圖1為包裝與產品使用周期的組合作用圖。
(2)綠色包裝設計原理
研制開發無毒、無污染(包括材料的自身生產過程)、可回收利用、可再生或降解的包裝原輔材料。
研究現有包裝材料有害成分(如泡沬快餐盒的CFC)的控制技術與替代技術，以及自然“貧乏材料”的替代技術(如以塑代木、以紙代塑等)。
優化包裝結構，減少包裝材料消耗，努力實現包裝減量化。
提出包裝廢棄物的回收處理技術與方法。其主要包括可直接重復使用的包裝、可修復的包裝，可再生的廢棄物、可降解的廢棄物、只能被填埋焚化處理的廢棄物等。如圖2是包裝廢棄物回收處理的系統框圖。
2.有益環保的包裝制造(生產)引導
有益環保的包裝生產主要是指在加工制造包裝的過程中，不產生有損環保的氣、液、光、熱、味等以及發?環境和對人體有害的各種反應(光反應、化學反應和熱反應)。
現以生產中的用材選擇與生產相結合從環保上加以分析。
(1)注重輕量化、薄型化、無毒化、高性能
就是對包裝材料生產過程加以分析。主要是對現有的包裝材料進行開發、深加工，在保證實現產品包裝基本功能的基礎上，避免過分包裝，盡量降低包裝成本，節約包裝材料資源，減少包裝材料廢棄物的產生量，努力研制開發出輕量化、無氟化、高性能的新型包裝材料。如采用新型的鎂質材料部分地代替金屬包裝材料，制得的小型包裝罐質地堅固、外形美觀、重量輕，可代替馬口鐵罐，作為涂料、五金、黃潰等的包裝^
(2)方便回收使用和再生利用
包裝經使用后能方便回收和重復使用是保護環境、促進包裝材料再循環使用的一種最積極的廢棄物回收處理方法，如啤酒、飲料、醬油、醋等玻璃瓶的多次復用:瑞典等國家聚酯PET瓶和PC奶瓶的重復使用可達20次以上。再生利用是解決固體廢棄物的好方法，并且在部分國家已成為解決材料來源，緩解環境污染的有效途徑。
(3)可食性效果好
可食性包裝是未來的發展方向，它具有原料豐富，可以食用，對人體無害甚至有利，具有一定強度等特點，在近幾年獲得了迅速發展。可食性包裝材料現已廣泛地應用于食品、藥品等的包裝。可食性包裝材料的原料主要有淀粉、蛋白質、植物纖維和其它天然物質。
(4)可降解效果好
可降解塑料可廣泛用于食品包裝、周轉箱、雜貨箱、工具包裝及部分機電產品的外包裝箱。可降解塑料包裝材料既具有傳統塑料的功能和特性，又可在完成使用壽命以后，通過土壤和水的微生物作用，或通過陽光中紫外線的作用在自然環境中分裂降解和還原，最終以無毒形式重新進人生態環境中，回歸大自然。可降解塑料一般可分為生物降解塑料、生物分裂塑料、光降解塑料和生物/光雙降解塑料。
(5)盡可能采用天然材質或再生資源材料
一般天然材質和再生材料加工過程中產生污染較小,而合成材料的降解性和用后處理都較困難。塑料、玻璃和金屬等包裝材料的廢棄物已成為污染環境的重要因素，并且因資源不可再生，能源消耗大而導致生產成本高。然而用于包裝的天然生物材料如紙、木材、竹編材料、木屑、麻類棉織品、柳條、蘆葦以及農作物莖桿、稻草、麥秸等均勻可在自然環境中極容易分解，不污染生態環境，而且可資源再生，成本較低。
(6)大力發展紙包裝
目前紙包裝被公認為再生或利用和加工效果好的包裝。紙包裝具有很多優點，如資源相對豐富,易回收，無污染。西方發達國家早就開始用紙包裝來包裝漢堡包、快餐、飲料等，并有取代塑料軟包裝之勢。我國也在著手研制用纖維膜替代塑料膜作為農用薄膜，以避免對農田的污染。在世界各國包裝產品所用材料的比例中，紙的使用量占據首位。
據統計,美國為51%，日本為39.6%，我國為36.7%。據聯合國糧農組織統計，200(坪，世界人均耗紙將達100kg,紙包裝產品將占包裝產量的40%?50%。由于我國森林資源貧乏，需要探索新的非木紙漿資源，用蘆葦、竹子、甘蔗、棉桿、麥稻等代替木材造紙，并設法擴大造紙木材的樹種和充分利用丫材、廢棄材和加工剰余邊材，以擴大紙包裝原料來源。
宣傳引導,其內容包括環境危機與污染源教育、包裝廢棄物回收灌教育、環保法規教育、以及環保行為教育等。
3.有益環保的包裝消費引導
包裝消費的環保引導，主要指消費者在商品的選用、使用、用后處置多方面的引導，主要做到以下幾點：
(1)讓綠色包裝知識貫徹到人們的生活與消費過程中。樹立消費者的環保觀念，使自己的消費與環保相結合。進行綠色宣傳引導,其內容包括環境危機與污染源教育、包裝廢棄物回收灌教育、環保法規教育、以及環保行為教育等。In
(2)包裝消費的權利與義務引導|
主要從服務與信息的法律和服務意識方面加以引導,消費者有權利了解所選購(消費>商品的包裝的作用性能、用后的處置方法，處置時對環境的影響等。而包裝消費的義務是商品的生產與提供者應在商品包裝上或專門的媒體上對包裝(所用到的)的相關信息加以說明，告知消費者。
(1)包裝消費方式的引導
主要指消費者在市場上的消費對包裝的行為引導。從環境與綠色消費上灌輸一些基本的消費原則。
適度原則
適度原則指在消費時，能用簡易包裝絕不用禮品包裝;能用小型包裝絕不用大型包裝,能用輕包裝絕不用重包裝;能用黑白包裝制品而絕不用彩色包裝制品……。
適量原則
適量原則指在消費時，能用一件包裝絕不用多件包裝,能用單層包裝絕不用多層包裝;能用單質材料包裝絕不用復合材料包裝；能用大包裝時絕不用小包裝(一件大包裝相當于多件小包裝)。
適時原則
適時原則指及時處理與及時反饋。就是當消費完其商品后將
包裝及時按要求回收處理，同時在消費商品時將包裝出現的問題向有關部門(如商家、廠家、技術監督部門等)及時反映，以便改進包裝。
適新原則
[關鍵詞]綠色；包裝材料；可降解塑料包裝材料；可食性包裝材料；紙質包裝材料
中圖分類號：TB484 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）30-0071-01
隨著環境污染的日益嚴重，綠色、低碳、環保、節能、安全等要素已成為全球關注的焦點，人們對包裝材料對環境產生的影響也越來越重視，綠色包裝材料正受到了越來越多的重視和推廣。人們對綠色包裝材料的認識和要求也從原先單純的減少固體廢棄物及其對環境的污染，逐步擴大為考慮在整個包裝生命周期全過程中對環境的影響，更加注重減排、節能、低碳、降耗、生態、安全，注重廢棄物的可自行降解、可循環再利用及可持續發展。目前我國研究和應用最多的綠色包裝材料就是可降解包裝材料，可食性包b材料和紙質包裝材料。
1、綠色包裝材料的內涵及分類
綠色包裝材料是指材料在全生命周期內對自然環境和人類健康不造成危害，并且后期能實現回收再使用或可自行降解從而不污染會環境，有效地降低不可再生資源的消耗，具有綠色的特性的包裝材料。根據應用及發展現狀可以將其按照可降解塑料包裝材料、可食性包裝材料和紙質包裝材料劃分。
1.1、可降解塑料包裝材料
目前主要的可降解塑料包裝材料有淀粉基可降解包裝材料、聚乳酸基可降解塑料、水溶性薄膜及其他可降解材料等。
淀粉基可降解塑料是淀粉經過改性、接枝反應后與其他聚合物共混加工而成的一種塑料產品。淀粉是綠色植物進行光合作用得到的產物，對環境不會造成污染，是一種純綠色無污染可再生資源。
聚乳酸（PLA）是一種新型的生物降解材料，是由各種可再生天然資源中的淀粉、纖維素、多糖等碳水化合物經過水解、發酵、純化、聚合而制得的一種環境友好型樹脂，其原料來源廣泛，可再生。
水溶性塑料包裝薄膜主要原料是低醇解度的聚乙烯醇（PVA），主要利用其成膜性、水溶性及降解性的特點。PVA薄膜材料可100%生物降解，屬于綠色包裝材料。
1.2、可食性包裝材料
可食性包裝材料是以可食性生物大分子物質及其衍生物為主要基質，輔以可食性增塑劑，經過混合、加熱、加壓、涂布和擠出等工藝，使各成膜劑分子相互作用，干燥后形成的一種具有一定工程性質和選擇透過性的薄膜。可食性包裝材料廣泛應用于如保鮮膜、包裝薄膜、食品包裝、糕點包裝、調味包裝等，是一種無廢棄物的資源型包裝材料，可使資源得到最大限度的利用，同時具有環保特性，成為未來食品包裝的發展趨勢之一。
1.3、紙質包裝材料
在主要的幾種包裝材料中，紙質包裝材料占有非常大的比重。雖然按照生命周期理論紙質包裝材料的來源和生產過程不環保，但紙質包裝原材料來源于可再生的草木及植物莖稈，且紙質包裝材料價格低廉、廢棄后易回收利用、易自然降解等一系列綠色環保特性的優點，總體來看，紙質包裝材料的綠色環保性能是非常好的，常見的紙質包裝材料有蜂窩紙板、紙漿模塑制品等。
2、我國綠色包裝材料發展現狀
我國綠色包裝材料產業起步較晚，從上世紀八十年代中期開始生產和使用綠色包裝材料和制品，其中最典型的是紙漿模塑和蜂窩紙板制品。與美國、日本等國相比較，我國綠色包裝材料產業相對落后，且產業結構不合理。
我國綠色包裝材料的研發還處于起步階段，因此環境破壞和資源浪費比較嚴重，不利于我國包裝產業健康快速發展。另外，我國包裝材料生產加工技術和設備相對落后，在生產加工過程中，造成了環境污染和資源浪費的情況。此外，我國包裝材料回收再利用技術也相對落后，資源的浪費以及環境的污染較為嚴重。
3、綠色包裝材料的發展對策
3.1、研發以質輕、環保和可回收重復使用為目標的材料，注重生產過程技術發展
在未來材料研發中，應當注重質量輕便、簡單實用的新包裝材料的研發。質輕有助于降低運輸成本，方便回收重復使用。面對日益嚴重的環境污染，環保是未來包裝材料所應當具備的特點。可回收重復使用，則能夠滿足當今社會可持續發展的理念，降低不可再生資源的使用量，更好地保護我國的自然資源。
包裝材料對環境影響不應僅僅局限在其使用后對環境產生的影響，而應該是在材料的全生命周期內。為了包裝材料在全生命周期內達到綠色標準，應重視發展包裝材料生產過程中的技術環節，減少生產過程中對環境造成的不利影響。
3.2、國家宏觀調控，產業政策支持
國家應進一步加大環保產業的扶持力度，支持包裝行業積極開發新產品和采用新技術，促進循環經濟和綠色環保包裝產業發展。設立國家基金作為研發資金支持，范圍包括具有國際領先水平或填補國內空白的項目、保障人身健康安全及符合環境保護要求的新型環保包裝材料項目、包裝減量化和節能化項目、包裝廢棄物處理和利用項目等符合國家宏觀政策、環境保護和循環經濟政策的項目。
3.3、建立綠色包裝評價體系
建立中國的綠色環保包裝評價體系，涉及到包裝產品的制造、使用、回收和廢棄的整個過程。從可持續發展的戰略高度出發，建立一個包括國家立法、部門監管、行業協調、企業實施、科研機構支持、公眾廣泛參與等多方面內容，并能夠有效運行的綠色環保包裝體系。
3.4、加強環保部門監督管理，完善相關法律法規，建立綠色環保包裝運行機制
環保部門可以通過監督管理以及鼓勵措施等方法，來促進綠色包裝材料實際運用到產品包裝中去。如可以對采用能耗大、污染大的包裝材料的企業給予法律或經濟手段的懲罰，而對采用綠色、低碳包裝材料的企業，則給予資金或技術上獎勵。
包裝物的取材、用量以及制造過程中的廢氣、污水排放和包裝廢棄物的回收、再利用和再生利用等都要依靠法律、制度和其他行政的、經濟的措施和手段來實現。因此要完善相關法律法規，加強法規建設，建立綠色環保包裝運行機制。
3.5、加強各領域合作、技術交流，明確研發方向
綠色包裝材料的研發不僅涉及各個行業，也要依賴各大院校甚至全球合作的力量，因此應該加強各個行業之間、企業與院校之間甚至國內與國外之間的合作和技術交流。此外，還應制定綠色包裝材料在未來5到10年內的研發計劃，提出未來包裝材料研發方向和目標，使我國綠色包裝材料研發、生產、應用達到世界先進水平。
4、結語
綜上可知，綠色包裝材料的研制和開發，在一定程度上緩解了包裝廢棄物對生態環境的污染。我國在綠色包裝材料的研究和應用上仍然存在著較多不足，產業相對落后，結構不合理。今后的研究重點將是對現有的綠色包裝材料進行改進、優化提高生產工藝、降低成本和研發新型綠色包裝材料。
只有從對環境無污染、可降解可回收、不影響人類身體健康等方面出發，才能夠更好地實現包裝材料的“綠色”。相信隨著我國對綠色包裝材料越來越多的重視，以及人們環保意識地不斷提高，綠色包裝材料的使用必將得到更好的提高。
參考文獻
關鍵詞:白色污染;危害;防治
什么是白色污染?這要從塑料開始談起,人們以石油為原料制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等,這些物質的分子在一定條件下能相互反應生成分子量很大的化合物:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯,我們通常使用的塑料就是由上述四種高分子組成的材料,聚乙烯、聚丙烯薄膜抖動時聲音發脆,而聚氯乙烯薄膜則較柔軟,抖動時無發脆聲音;發泡塑料一般是聚苯乙烯,燃燒時有濃煙。從上世紀60年代開始,塑料進入廣泛實用階段,由于塑料具有很多優點:它取材容易,價格低廉,加工方便,質地輕巧,因此塑料一問世,便深受世界歡迎,它迅速滲入到社會生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等。塑料被列為20世紀最偉大的發明之一,塑料的普及被譽為白色革命。隨著塑料產量不斷增大,成本越來越低,我們用過的大量農用薄膜、包裝用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被拋棄在環境中,給景觀和環境帶來很大破壞,由于塑料包裝物大多呈白色,它們造成的環境污染被稱為白色污染。
1白色污染的危害
1.1視覺污染指的是塑料袋、盒、杯、碗等散落在生活環境中,給人們的視覺帶來不良刺激,影響環境的美感。前幾年,有人戲稱我國有兩座萬里長城,一為古長城,二為白色長城,指的是我國鐵路沿線到處是白色的飯盒、塑料袋,這就是視覺污染。在我們學校,隨處可見一次性飯盒、各色塑料袋,起風時候,塑料袋到處飄揚,嚴重影響校園的美觀。
1.2白色污染的潛在危害則是多方面的
1.2.1一次性發泡塑料飯盒和塑料袋盛裝食物嚴重影響我們的身體健康早在40年前,人們就發現聚氯乙烯塑料中殘留有氯乙烯單體。當人們接觸氯乙烯后,就會出現手腕、手指浮腫,皮膚硬化等癥狀,還可能出現脾腫大、肝損傷等癥。1975年,美國就禁止用聚氯乙烯塑料包裝食品和飲料。在我國,更為嚴重的是,我們用的超薄塑料袋幾乎都來自廢塑料的再利用,是由小企業或家庭作坊生產的。每次吃飯時,就有不少同學用塑料袋裝飯菜,他們不知道這種行為不僅危害環境,也危害自己的身體。
1.2.2使土壤環境惡化,嚴重影響農作物的生長我國目前使用的塑料制品一般是不可降解的,其分子量在2萬以上,只有分子量降為2000以下時,才能被自然界中微生物所利用,而這一過程至少需200年。農田里的廢農膜、塑料袋長期殘留在田中,會影響土壤的透氣性,阻礙水分的流動,從而影響農作物對水分、養分的吸收,抑制農作物的生長發育,造成農作物的減產。若牲畜吃了塑料膜,會引起牲畜的消化道疾病,甚至死亡。
1.2.3填埋作業仍是我國處理城市垃圾的一個主要方法由于塑料膜密度小、體積大,它能很快填滿場地,降低填埋場地處理垃圾的能力;而且,填埋后的場地由于地基松軟,垃圾中的細菌、病毒等有害物質很容易滲入地下,污染地下水,危及周圍環境。
1.2.4若把廢塑料直接進行焚燒處理,將給環境造成嚴重的二次污染塑料焚燒時,不但產生大量黑煙,而且會產生迄今為止毒性最大的一類物質:二惡英。二惡英進入土壤中,至少需15個月才能逐漸分解,它會危害植物及農作物;二惡英對動物的肝臟及腦有嚴重的損害作用。焚燒垃圾排放出的二惡英對環境的污染,已經成為全世界關注的一個極敏感的問題。
2白色污染的防治
2.1停止使用一次性餐具及超薄塑料袋由于一次性塑料餐具難降解,現在許多城市都推廣使用綠色餐具——紙制餐具,因為纖維素能被微生物降解。但許多環保專家認為,用紙制餐具代替發泡塑料餐具亦不明智。首先,紙制餐具同樣也會帶來視覺上的污染,因為它們的降解速度并不快,往往在幾十天甚至幾個月內也不會降解徹底。其次,制紙制餐具時,除用到草漿、稻漿外,還要加入1/3左右的木漿,若全面推廣,勢必造成大量木材的消耗,導致森林砍伐的加劇。值得注意的是,我國森林覆蓋率僅為13.92%,人均占有森林面積只相當于世界人均水平的17.2%,居世界112位。第三,制紙漿歷來是耗水大戶、耗能大戶及排污大戶。造漿工藝需大量水,而我國人均水的占有量在世界上排88位,已被列為世界12個貧水國家的名單上;若污水未經處理,直接排入河流中,會引起水污染;紙制餐具成型后需立即烘干,這就需要耗大量能。而我國能源結構是以燃煤為主,這樣就會增加空氣中SO?2的含量,引起酸雨。因此,無論是從環保角度,還是從節約資源角度,不使用一次性塑料餐具及紙制餐具都是一件好事。
2.2回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑其實,塑料和其它材料比,有一個顯著的優點:塑料可以很方便地反復回收使用。廢塑料回收后,進行分類、清洗后再通過加熱熔融,即可重新成為制品。從組成看,聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均由碳氫元素組成,而汽油、柴油等燃料也是由碳氫元素組成,只不過分子量較小。因此,把這幾類塑料隔絕空氣加熱至高溫,使之裂解,把裂解產物進行分餾,可制得汽油與柴油。
1.1綠色設計理念的概念
綠色設計理念也稱作生態理念、環保設計等。綠色設計理念是指在產品的設計過程中，要合理分析并總結出產品的一系列性能、功用、質地、開發周期以及產品的成本，而對產品是否影響資源和環境更應當作重點考慮，使得綠色產品較傳統的產品在各方面都更具優勢，力求在各方面都做到綠色節能環保。在產品的設計階段應將環境污染因素和節能減排、不對生態圈造成壓力當作首要設計因素，采取合理有效的防污生產措施，減少工業生產中因有害物質的排放給人類的生活環境造成的危害和干擾，減少能源的消耗，并在此前提下盡可能地使用可再生資源或者可循環使用的資源。
1.2綠色理念包裝設計的準則
以人為本的思想是綠色理念包裝設計的基本理念，綠色理念包裝相對傳統包裝而言更具有深層次的內涵和人文關懷，它所傳遞和表達的信息量大且涵蓋的范圍廣。綠色理念以環保、健康為準則，研制出有利于人類社會和諧、高速、健康發展的產品。
2現代社會對綠色包裝設計的要求
2.1綠色包裝的結構
在商品時代的今天，綠色包裝以其特有的結構特征贏得初步勝利。在包裝的結構上，綠色產品較傳統產品的包裝而言，使用更方便，搬運更合理，儲藏更可靠，解讀更方便，它具有傳統產品包裝不具備的各種優良性能，更好地滿足了消費者心理和生理上的需求。在人類社會高速發展的今天，人們已不能只滿足于產品包裝的基本性能，更多的人尋求的是心理和生理上的舒適和滿足，從中獲取更多的益處，當代設計離不開這些因素，或者說正是因為這些因素使得當代產品包裝的發展方向更為明確。包裝的結構，無論大小都應傾注綠色設計理念，因為產品的結構更能體現產品的好壞和它的優劣。綠色設計理念想要準確地傳達產品包裝的內涵和信息，必須在它的結構上下工夫，從產品性能、用途以及消費對象方面綜合分析和研究，研制出適合產品要求的綠色包裝才是當務之急。
2.2綠色包裝的造型
產品的包裝造型屬于產品的基本屬性因素，也是產品設計中較為重要的方面。現代化的生活使得人們崇尚簡約主義，當然在綠色產品造型設計上也融入了簡約設計的元素，產品的造型應簡單、干凈、有內涵，同時簡約的產品包裝設計也可以減少材料的消耗。使用簡單的形狀、顏色，做到產品包裝外觀的簡約，在產品的包裝設計上力求用最少的基本元素達到最佳的效果。
2.3綠色包裝的材料
綠色包裝材料是順應社會的需求產生的，人們利用可循環使用的再生資源來制作產品包裝，在一定程度上節約了大量資源和成本。開發使用綠色包裝材料迫在眉睫，此類材料干凈、衛生、無污染。綠色包裝材料多使用可再利用的材料，這類材料在使用的過程中應限制材料的種類數，縮減材料的種類可以增加同類材料的使用量，即用種類盡可能少的材料作包裝材料，與此同時人們要考慮材料的兼容性，使自然資源被合理的開發利用，并且使得自然資源良性循環。人們對廢棄的或者不被重視的自然資源應該合理的開發和利用，比如玉米桿、麥稈等被丟棄的綠色材料，應該根據其特性來設計研制出可利用的綠色包裝。使用綠色包裝必須確保包裝原料的安全化，材料不能含有有毒有害物質，以便在回收以后對廢棄包裝進行處理，同時制成的綠色包裝也要容易分類，以便處理。通常被用來制作綠色包裝的材料有以下幾種。
2.3.1可降解塑料
可降解塑料的分子內部結構比較特殊，其化學結構在一定的外界環境下能夠發生改變，因此用可降解塑料作產品包裝材料不會造成環境污染。可降解塑料包裝材料制作簡單，降解速度較快，可以通過紫外線的照射、土壤和水中的微生物作用達到降解的目的。通過微生物的代謝作用，可降解塑料包裝材料又被還原成簡單的化學成分，這種可降解塑料無毒，對人體和人類的生活環境不會造成威脅，當它以新的形式進入到生態環境中后，又可以重新組合，從而被再次利用。現代科技需要以可降解塑料作原料來進行包裝的加工、分解、再利用。
2.3.2可重復再生材料
可重復再生材料具有可重復利用的特點，相對傳統包裝材料而言在一定程度上節約了資源，降低了成本。生活中常見的可重復利用包裝有盛裝各種酒、飲料、食用油等的玻璃瓶或塑料瓶，這些玻璃瓶都可以回收利用，前提是這些玻璃瓶中不能含有金屬、陶瓷等其他物質，根據玻璃瓶的顏色可將其進行分類收集，以便再生利用。
2.3.3可食性材料
作為一種新型綠色包裝材料，可食性材料已經在食品方面得到了較為廣泛的運用，可食性材料不含有害物質，加工簡單方便。可食性包裝材料在實現產品包裝功能后，也可以將其“廢棄物”當作食用原料來使用，體現包裝材料的多功能性。可食用包裝材料質輕、干凈、無毒無味，可隨身攜帶，保存方便。可食性材料的種類有很多，經過一系列的組合、加熱、加壓等方法制成。不同產品所需要的可食性包裝材料也不同，根據原料的特性將可食性材料進行分類加工，主要的可食性包裝材料可分為五大類：（1）淀粉類可食性包裝材料。淀粉類可食性包裝材料主要成分是淀粉，使用各種天然果實淀粉，再加入天然無毒的植物膠或動物膠以一定的比例制成。（1）蛋白質類可食性包裝材料。眾所周知，蛋白質具有膠體性質，加入改變蛋白質膠體親水性的添加劑，制得以薄膜形式存在的包裝材料。（2）多糖類可食性包裝材料。以多糖食品為原料，利用多糖食物的凝膠作用制得。（4）脂肪類可食性包裝材料。由不同來源的脂肪提煉得到相應的包裝薄膜。（5）復合類可食性包裝材料。復合類可食性包裝材料由多種材料組合，采用不同的加工工藝制得。
2.4綠色包裝的生命周期
所有的產品包裝都有生命周期，和傳統的產品包裝生命周期相比，綠色產品包裝的生命周期不僅包括從包裝設計、制造、裝配、運輸、使用到變成廢棄品為止經歷的所有時間，還包括從廢棄后到再利用的時間。
2.5綠色產品的營銷
綠色產品從生產者手中到消費者手中所經過的由眾多執行不同職能、不同名稱的中間商連接起來的通道，通過中間機構進行營銷活動，綠色產品應在適當的時間，按照相應的價格進行配送與銷售。產品的綠色營銷因素體現在消費者購買和使用的時候，企業應該大力宣揚綠色產品較傳統產品的優點，讓更多的人加入到“綠色消費潮流”中，促進綠色消費。
3綠色理念在包裝設計中的應用綠
色包裝憑借自身獨特的文化內涵和多元化的性能占據了很大的市場，它昭示了人類社會在長期的發展過程中，物競天擇、優勝劣汰的必然發展趨勢。人們通過匠心獨運的綠色設計理念設計出的包裝更加簡約時尚。就拿綠色包裝在食品中的運用來說，綠色食品包裝在生活中使用得很普遍，它在使用之后可以通過降解程序再回收利用，對人體的心理和生理機制都沒有危害，綠色食品包裝設計凸顯出經濟價值，綠色食品包裝是綠色設計理念發展的必然趨勢。有的綠色產品包裝還可以供人食用，對人體有一定的營養價值。綠色食品包裝在講究環境效益的同時，也體現了產品的經濟價值，必將推動“綠色消費浪潮”。
為解決由于人們過度追求產品包裝所導致的環境污染和資源浪費問題，即包裝中存在的生態學問題，世界環保組織曾呼吁所有人了解綠色包裝設計的新內涵，綠色包裝設計要減少包裝材料的消耗，節約自然資源，包裝容器可以經過回收再次填充使用，包裝材料具有可循環使用的特性，并且可以在自然界的作用下降解。
在產品包裝中引入綠色理念這一概念，使設計者在產品包裝設計中產生許多綠色理念的構想，這種綠色包裝不會污染生態環境，也不會危害人體健康，能循環使用，是一種可持續發展的包裝物質。人類的新價值觀將會使得綠色設計理念受到全人類的關注，成為人類社會發展不可缺少的具有深層價值的理念。
4結語
關鍵詞:PHA PHB
隨著科技的發展和社會的進步,世界各國對環境保護日益重視,處理廢棄塑料垃圾這一課題已得到廣泛關注。“白色垃圾”已成為棘手問題。可降解塑料成為了人類生產生活的需求。
目前研究和開發的可降解塑料主要有生物降解塑料,光降解塑料和光/生物雙降解塑料。“生物降解塑料(biodegradab leplastics)”是指可在細菌、霉菌、藻類等自然界的微生物作用下降解的塑料。
根據制造方法的不同,生物降解塑料可分為“微生物合成系”,“化學合成系”和“利用天然高分子系”。化學合成系是用化學方法合成生物降解塑料,主要有聚乳酸,聚己內酯和聚乙烯醇等。利用天然高分子系主要是利用淀粉和纖維素等天然高分子。
微生物合成系主要是指自然界中許多微生物在生長受限制的情況下,在體內積聚的作為能源和碳源物質的一類熱塑性聚酯,聚羥基烷酸酯（polyhydroxyalkanoic acids,簡稱PHA）。
PHA可被多種微生物完全降解為CO2和H2O,是理想的生物降解材料。其性能與聚丙烯類似,能拉絲、壓膜、注塑等。除可被生物降解外,還具有生物相容性,光學活性,壓電性,抗潮性,低透氣性等其他性能,可廣泛應用于工農業和醫學等領域。
目前已經發現的PHA至少有125種不同的單體結構,并且還在不斷地發掘出新的單體;大多數微生物產生的PHA中的R為甲基即聚β-羥基丁酸酯(poly3-hydroxybutyrate,簡稱PHB)。PHB是發現最早,分布最廣,研究最多的一種PHA。目前已經初步進入商品化生產階段。
1、PHB的研究狀況
由于PHB具有人類需要的多種優良特性,因此PHB的應用和價值也越來越大,其遠景已得到國際社會的廣泛認可,成為國際開發熱點。1925年,法國人Lemoigne首次從巨大芽抱桿菌(Baeillusme qatherium)細胞中發現PHB。并于1927年將它首次從細胞中分離提取出來,標志著關于PHB研究的開始。50年代早期對其溶解性及分子量進行了研究,60年代報道了X-射線結晶圖像。1962年,W.R.Grace&Co.提出了生產、提純PHB的第一份專利。1982年英國帝國化學公司(簡稱ICI,現名Zeneca Bioproducts Business)以葡萄糖為原料,應用真氧產堿桿菌(Alealigenes eutrophus)生產pHB,將其商業化,命名為Bi op ol,細胞內PHB的含量為40%～80%,優惠價格為16$/kg,年產數千噸。國際上除ICI外,美國、德國、韓國、奧地利等國都在廣泛開展這類研究。主要集中于形成規模化生產和降低成本及二次開發應用研究。
近些年來與PHB合成有關的微生物、生物化學、分子生物學以及PHB的物理化學性質的研究急劇增加,為其開發利用提供了理論依據。英國,韓國,日本處于領先地位。
2、PHB的生產菌株
微生物發酵生產是獲得PHB的主要途徑。聚β-羥基丁酸酯的生產工藝分發酵和后處理（提純）兩部分。PHB發酵流程:菌種搖瓶培養種子罐主罐。發酵在技術上又分兩步進行,第一階段主要生產菌體;第二階段主要積累PHB。PHB后處理流程為:
發酵液預處理固液分離細胞PHB提取PHB純化PHB
目前已經發現的能產生PHB的原核微生物包括光能和化能自養及異養型,有60個屬以上。如:養產堿桿菌、肥大產堿桿菌、固氮菌屬、巨大芽孢桿菌、極端嗜鹽菌、球形紅桿菌以及紅色紅球菌等等,其中真養產堿桿菌是研究最多的PHB生產菌種。隨著基因工程技術在PHB研發中的應用,轉基因大腸桿菌目前也成為PHB生產的重要工程菌種。
3、PHB的檢測提純方法
PHB的檢測方法主要有染色法、氣相色譜檢測法、分光光度法、重量測定法和1H-NMR檢測法。其中最常用的是染色法、分光光度檢測法和氣相色譜檢測法。
染色法分為蘇丹黑染色法和尼羅紅染色法兩種。其中蘇丹黑染色法使用較多。尼羅紅染色對PHB專一性較強,可使PHB與其他非PHB脂類化合物區分開。
重量分析法最早是由M.lemofgne創立的。他將細胞干燥后,用氯仿抽提,通過重量改變來測定PHB。此法誤差較大,后來又將此法加以改進,先將細胞冷凍真空干燥或用丙酮充分洗滌,再用氯仿或二氯甲烷抽提PHB,再加入己烷或乙醚使聚合物沉淀,分離后干燥稱重測定PHB含量。
氣相色譜法是一種較新、較準確的PHB測定方法。該法的最大優點在于不需要將細胞內PHB高度純化即可檢測其PHB含量。這對于研究及生產都十分重要。但氣相色譜法需要高純度的PHB標準樣品,還需要有價格昂貴的氣相色譜儀。
分光光度法是利用次氯酸鹽將細胞消化后,通過分光光度法測定PHB所造成的濁度來測定PHB含量,也可以利用熱濃硫酸將細胞中PHB轉化為丁烯酸,通過波長235nm處的光吸收來檢測PHB的含量。
目前文獻報道的從微生物細胞中分離提取PHB的方法包括有機溶劑萃取法、化學試劑法、機械破碎法和酶法。許旭萍等對球衣菌進行6種破壁方法進行研究,發現采用NaClO或SDS-NaClO混合處理提取PHB,都能夠得到較高的提取率,但氣相色譜分析結果顯示后者提取獲得的PHB純度較高。而采用超聲波處理、凍融法、氨法或表面活性劑法等破壁提取PHB,都難以得到較高的提取率。
參考文獻
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[6]洪葵等.微生物學通報,1998,25:110-113.
【關鍵詞】生物包裝材料；可降解；污染；環保
塑料制品具有不透氣、不透水、耐酸堿、質量輕等特點和較高的強度、耐用度以及價格低廉等優點，從而成為包裝業使用最為廣泛的一種材料[1]。除生產企業外，零售商、農貿市場乃至街頭巷尾的快餐攤點莫不以塑料袋、發泡塑料盒作為主要包裝物。這些制品約有一半廢棄在環境中，一般需要200年才能降解。另一類大量使用的包裝材料是紙塑制品，這些紙塑制品使用后也大部分丟棄于環境中，即使在微生物的作用下，也需要80年才能夠降解。這種難降解的塑料制品被丟棄于環境中所造成的嚴重后果是資源的巨大浪費和環境污染。
針對這一現狀，科學家們提出了“環境包裝”的概念，這種材料既要追求良好的使用性能，又要深刻認識到自然資源的有限性和盡可能降低廢棄物排放量，并在材料的提取、制備、使用直到廢棄與再生的整個過程中都盡可能地減少對環境的影響，是一種充分考慮到環境、生態和資源等因素的材料。這種材料具有節約資源、減少污染、對生態影響小、可再利用、可降解的特點[2]。
近年來，世界各國相繼開發出一些降解塑料、生物材料，對各國包裝材料行業的發展起到了很大的推動作用。而降解塑料（主要是在塑料中加入淀粉、纖維素、光敏劑、生物降解劑等添加劑）存在消耗大量糧食、不能消除視覺污染等缺點，而且塑料微料的存在使其在土壤中降解速度較慢，不能及時回收利用[3]。因此，降解塑料的應用前景具有局限性，最有開發潛力的是生物包裝材料。
1、生物包裝材料的分類
淀粉作為天然高分子物質，來源豐富，價格便宜。在微生物作用下分解為葡萄糖，最后代謝為水和二氧化碳，是一種取之不盡的可再生資源[4]。
天然植物纖維同樣也是符合可持發展要求的可再生資源，它是地球上最豐富的碳水化合物。在自然界中可被微生物分解酶降解，作為植物或微生物營養源而被攝取[5]。
甲殼質是甲殼素和殼聚糖的統稱[6]，大量存在于低等動物特別是節肢動物（如蟹、蝦、昆蟲等）的甲殼中，甲殼質纖維是自然惟一帶正電荷的陽離子天然纖維。每年全球生物合成的甲殼素高達數百億噸，產量僅次于天然纖維素，是地球上第二大生物高分子資源[7-8]。
2、生物包裝材料的應用
近年來，人們以天然生物材料制作包裝原材料，或從天然生物材料中提取制作包裝材料的原料，研制新的生物包裝材料，這些生物包裝材料一經問世，便顯示出其強大的生命力。
2.1淀粉基生物包裝材料
近年來，改性淀粉的生物降解或可溶性的降解塑料，已成為淀粉基材料研究開發的熱點。淀粉基材料可用作油炸快餐食品的包裝、一次性食品用袋和紙包裝的外層膜等。
淀粉基聚乙烯醇是淀粉基包裝材料的典型代表。它在制膜前對淀粉進行處理，也就是在擠壓機中進行“無序和塑化”或進行化學改性，加入一定量的增塑劑淀粉，再與聚乙烯醇或聚乙酸內酯共混可得到透明的膜。膜中的淀粉部分會生物降解，剩余部分在堆積過程中降解。淀粉-聚乙烯醇膜有中等阻氣性能，機械性能比合成多聚物的膜差一些，可在食品一次性用袋方面代替低密度聚乙烯包裝。實驗表明，淀粉基材料對微生物的生長沒有促進作用，并且包裝外的細菌不會透過而進入包裝內，說明淀粉基材料具有長期包裝的潛力。
玉米是一種美味又有營養的淀粉食物，還被廣泛用于制造甜味劑和動物飼料。隨著技術的進步，將玉米中的糖分提煉出來，經過發酵、蒸餾、萃取，得到制造塑料和纖維的基礎材料，基礎材料再被加工成直徑只有4.57mm的聚交酯（PLA）細微顆料。最后，這些小顆料被制成包裝袋、泡沫塑料或餐具。
2.2纖維素合成材料的應用
纖維素是多羥基葡萄糖聚合物，經過特定的物理和化學改性后具有不同的功能特點，可以粉狀、片狀、膜狀、纖維以及溶液等不同形式出現，它同時具有價廉、可降解和不污染環境等優點。因此，用纖維素開發的功能材料極具靈活性并有廣泛的應用。
用纖維素合成的各種生物降解材料，由于其大分子鏈上有許多羥基，具有較強的反應性能和相互作用性能，因此，這類材料加工工藝比較簡單，成本低，加工過程無污染；能夠被微生物王全降解；纖維素材料本身無毒，可得到廣泛應用。由于纖維素分子間有強氫鍵，取向度、結晶度高，不溶于一般溶劑，因此不能直接用來制作生物降解材料，必須對其改性。纖維素改性的方法主要有酰化、醚化以及氧化成醛、酮、酸等。
用稻草加工成的稻草板，具有節能、保溫、隔熱、隔音等功能，透氣性好，沖擊強度高，且防水和抗震性明顯高于傳統材料制品；另外，稻草板用作包裝材料，其單位質量是同體積紙板材料的1/10，具有明顯的優勢。
除了稻草外，國內還利用其它草漿為主要原料，開發出一次性餐具專用紙板。采用化學助劑優化應用技術提高草漿質量，保證草漿接近制造餐具紙板的各項物理性能，表面又進行了適合于食品包裝的加工處理，使成品具有抗熱水、不滲漏、不分層、抗油及熱封等功能。
2.3蛋白質膜材料
用植物蛋白質制得的膜盡管不是完全疏水的，但有較好的阻濕性能和阻氧性能，并可擠壓成型；其阻氧性受環境濕度影響較大，可在成膜時與脂質復合，提高阻氧穩定性，以應用與提高含油量食品的儲藏。
小麥面筋蛋白膜已用來涂布油炸花生和炸雞，這種膜有合適的阻氧性能，但對二氧化碳卻有充分的通透性，適合于需要呼吸作用的新鮮產品，并且對芳香物質透過率是低密度聚乙烯膜的1/10，有利于保存食品風味。
動物來源的蛋白質用于制膜主要用膠原蛋白、乳清蛋白和酪蛋白。膠原蛋白膜是應用較多的可食性蛋白膜，低濕度下阻氧性好，以作為香腸的腸衣廣泛使用；乳清蛋白膜可減少氧氣的透過，與乙酚單甘油酯復合涂布與冷凍大馬哈魚與焙烤花生上可明顯降低其氧化速度，也可將少早餐食品中的水分遷移；酪蛋白與脂肪的復合膜可應用與新鮮蔬菜、干果、凍雨的保藏，能夠減少水分遷移和油脂氧化。
2.4甲殼素及殼聚糖復合材料
用甲殼素加工制備的包裝材料，有良好的透氣性能，吸水保濕性也好。該材料還具有較好的化學穩定性、耐光性、耐藥品性、耐油脂性、耐有機溶液性、耐寒性等，其穩定性優于紙張。由于甲殼素來源于生物體結構物質，與人體細胞有很強的親和性和生物相溶性，可被體內的酶分解而吸收，對人體無毒性和副作用，能有效地保護人體免受自然界的微輻射、重金屬離子等對皮膚的侵害，可用于制造紡織品。
通過對甲殼素和殼聚糖進行化學修飾與改性，來制備性能獨特的衍生物，已經成為當今世界應用開發的一個重要方面。目前，國際上應用甲殼質及其衍生物制備的海洋生物材料高科技產品不斷推出，應用產品已達五百種以上。美國、日本、意大利、挪威、印度和韓國等國相繼建立甲殼素殼聚糖生產廠，其中日本和美國是主要生產國家，同時又是主要的消費國。
2.5其它生物包裝材料
英國科學家從制作生物聚合物的細菌中，提取了3種能產生塑料的基因，再轉移到油菜的植株中，經過一段時期便產生一種聚合物液，再經提煉加工后，便可得到一種油菜塑料。用這種塑料加工制成包裝材料或小兒尿布，棄后能自行化解，無污染殘物。目前因為從微生物中提取多聚物成本很高而不能廣泛使用，如果能通過擴大生產規模、改變工藝來降低成本，這將是一種很具潛力的多聚物。
巴西開發出一種新的環保物質“生物泡沫塑料”，可取代現有泡沫塑料。新物質的70%是由粟米、大豆和蓖麻的油制品提煉而成，而石油成分僅占30%。生物泡沫塑料可用作輕型包裝材料，不到兩年內化解在大自然中。
在我國，新型生物包裝材料的研制也取得了一定的成果。如湖北武漢富拓環保包裝材料公司和武漢金豐環保塑料公司，已經掌握了將變質糧食加工成防震減壓包裝材料的技術，不僅為我國變質糧找到了出路，也成功地探尋了包裝材料替代之路。此外，他們還能夠將甘蔗渣、麥草和廢報紙等加工成金黃色、橘黃色、淺灰色等各種各樣的防震減壓包裝材料。經檢驗表明，這種材料的性能不比發泡塑料遜色，目前只需在減輕重量方而做進一步研究。
一、我國生態環境現狀 二、現代生物技術與環境保護
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎,包括微生物工程,細胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技術的總稱。現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用,而且也隨著日益突出的環境問題在治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。自20世紀80年代以來生物技術作為一種高新技術,已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視,發展十分迅猛。與傳統方法比較,生物治理方法具有許多優點。首先,生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構,降解的產物以及副產物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度,這樣既做到一勞永逸,不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。其次,利用發酵工程技術處理污染物質,最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等,常常是一步到位,避免污染物的多次轉移而造成重復污染,因此生物技術是一種既安全又徹底的手段。再次,生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程,而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質,其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的,所以大多數生物治理技術可以就地實施,而且不影響其他作業的正常進行,與常常需要高溫高壓的化工過程比較,反應條件大大簡化,具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。所以,當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理以及有毒有害物質的無害化處理等各個方面。
三、現代生物技術在環境保護中的應用
(一)污水的生物凈化
污水中的有毒物質其成分十分復雜,包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一。固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合,將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,用制備固定化酶的方法直接將微生物細胞固定,可催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等,此方面國內外成功的例子很多,如德國將能降解對硫磷等9種農藥的酶,以共介結合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于處理對硫磷廢水,去除率達95%以上;近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母細胞降解含酚廢水也已實際應用于廢水處理。
(二)污染土壤的生物修復
重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是:通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態,使重金屬固定或解毒,降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發微生物的活性,由此可以改善土壤的生態結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕,防止水土流失。
(三)白色污染的消除
廢棄塑料和農用地膜經久不化解,估計是形成環境污染的重要成分。據估計我國土壤、溝河中塑料垃圾有百萬噸左右。塑料在土壤中殘存會引起農作物減產,若再連續使用而不采取措施,十幾年后不少耕地將顆粒無收,可見數量巨大的塑料垃圾嚴重影響著生態和環境,研究和開發生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技術一方面可以廣泛地分離篩選能夠降解塑料和農膜的優勢微生物、構建高效降解菌;另一方面可以分離克隆降解基因并將該基因導入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使兩者同時發揮各自的作用,將塑料和農膜迅速降解。同時,還需大力推行可降解塑料和地膜的研發、生產和應用。有些微生物能產生與塑料類似的高分子化合物即聚酯,這些聚酯是微生物內源性貯藏物質,可以用發酵方法進行生產,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔點、高彈性、不含有毒物質等優點而在醫學等許多領域有極好的應用前景。為了降低成本、提高產量,人們正在用重組DNA技術對相關的微生物進行改造,此方面目前一個研究熱點是采用微生物發酵法生產聚-羥基烷酸(PHAs),研究人員正設法構建出自溶性PHAs生產菌種,即將PHAs重組菌進行發酵,在積累大量的PHAs后,加入信號物質,使裂解蛋白產生,細胞壁破壞,PHAs析出,以簡化胞內產物PHAs的提取過程,降低提取成本。
