研究人员在一篇综述文章中记录了围绕一次性塑料的环境方面和趋势的多方面全球快照。研究人员表示，生物降解塑料材料的最大应用领域是包装领域，约占一次性塑料生产的半数。
虽然生物降解塑料目前仅占全球每年生产的数亿吨塑料的千分之五，但对替代品日益增长的需求反映了消费者的意识和企业的响应。
来自巴西、德国和美国的研究人员在一篇名为《重新思考一次性塑料：创新、政策、消费者意识和市场塑造生物降解塑料在包装工业中的应用》的综述文章中，记录了围绕一次性塑料的环境方面和趋势的多方面全球快照。该文章最近发表在《食品科学与技术趋势》期刊上。
研究人员表示，生物降解塑料材料的最大应用领域是包装领域，约占一次性塑料生产的半数。预计到2024年，生物降解包装市场将达到约1050亿美元，预计在2024年至2029年期间年均增长率约为6%，该研究指出全球与生物降解聚合物相关的专利中有44%与包装有关。
全球每年生产约4.74亿吨塑料，其中约三分之一用于包装，包括食品和饮料容器的一次性塑料产品。在这些塑料中，仅约25%被回收。文章补充道，预计到2060年，塑料生产将比目前增加三倍，呈现从耐用塑料向一次性塑料转变的趋势。
全球塑料生产量从2016年的3.69亿吨增至2020年的4.045亿吨，部分原因是COVID-19疫情期间所使用的材料。
引用该研究组在巴西进行的一项2021年研究，综述文章指出，疫情“加剧了一次性塑料的使用，增加了个人防护设备和包装的需求，导致塑料工业的显著增长，并产生超过800万吨的废物，主要影响亚洲、欧洲和美洲。”同一研究提到，疫情因饮食习惯的转变和在线购买的增加而扩大了食品包装的需求。
尽管向一次性塑料的转型，越来越多的专利和成功开发生物降解塑料材料引发了行业对可再生单体和聚合物大规模生产技术的投资兴趣，研究人员补充道。
关注玉米
研究的合著者、阿肯色大学农业系统部食品科学助理教授Sun Ferreira表示：“玉米中的一种蛋白质家族叫做zein，它可以形成一种优美的薄膜用于生产生物降解塑料，虽然成本稍高，但我们希望不久将来也能进入市场。”Ferreira是阿肯色大学农业部、阿肯色农业实验站和合作扩展服务的研究和推广工作的一部分。
Ferreira是一位食品科学家和食品加工工程师，曾与生物聚合物一起工作，以进行微胶囊化以保护风味、维生素和其他成分在加工、储存和消化过程中的稳定性。他与研究的首席作者、联邦里约热内卢州大学食品与营养研究生项目的营养师和博士候选人Andreza Salles Barone合作。
Barone的导师是Ana Elizabeth Cavalcante Fai，审稿文章的通讯作者，里约热内卢州大学食品科学副教授，她协调营养研究所的可持续性多学科实践实验室。
Fai表示：“食品包装在确保食品安全和质量方面发挥着重要作用。然而，使用合成塑料生产短生命周期的包装越来越没有理由，这些塑料在环境中存在长达400年。更令人担忧的是，人们日益意识到塑料并不会完全降解，它们会碎成微小和纳米塑料，这些现在被认为是广泛存在的环境污染物，并成为新兴的公共卫生问题。”
Ferreira表示，尽管生物降解塑料是一个有前景的长期替代解决方案，但他并不期望它能在短期内对整体塑料使用减少产生最大的影响。
Fai和Barone表示，自20世纪50年代大规模生产以来，塑料无疑改变了现代生活。然而，尽管它的多功能性和实用性，“塑料常常被误用，并经常应用于一次性物品，这些物品在丢弃时几乎没有考虑对环境的后果。”
Fai说：“大多数曾经制造的塑料今天仍以某种形式存在。当人们说‘就扔掉它’时，我们必须记住 – 没有‘扔掉’这个概念。所有东西都在我们共同环境的边界内。地球根本无法无限期地吸收这么大量的废物。如果当前的趋势继续，某些预测估计到2050年，海洋中的塑料数量可能会超过鱼类。这不仅令人震惊 – 这是一个迫切采取行动的号召。”
Ferreira表示，“循环经济”可能对减少一次性塑料产生更大的长期影响。循环经济将熟悉的“减少、重用、回收”的口号扩展为“重新思考、拒绝、减少、重用、修复和回收”，按此顺序。
Fai表示，巴西具有非凡的生物多样性，并拥有丰富的农业工业生物质基础，富含淀粉、果胶、木质素等多糖。这些宝贵的原材料可以转化为基于生物和生物降解的食品包装。
Fai说：“通过国际合作伙伴关系，每个研究小组贡献其独特的专业知识，我们可以共同努力开发可持续和创新的包装解决方案。这种协作方法是为全球食品系统建设更可持续未来的关键。”
Ferreira说：“作为消费者，我们是问题的一部分，但最终，作为消费者，我们也可以成为解决方案的一部分。”
关于一次性塑料的综述文章的共同作者包括里约热内卢联邦大学的Carollyne Maragoni-Santos；德国可持续包装研究所的Patricia Marques de Farias；里约热内卢州立大学营养所多学科可持续实践实验室的Camila Marcolongo Gomes Cortat；圣保罗大学的Bianca Chieregato Maniglia；以及里约热内卢联邦大学化学学院的Ricardo Schmitz Ongaratto。
农场上的塑料
阿肯色农场与食品中心主任Heather Friedrich表示，尽管农业中使用了大量塑料，但她的团队尽量减少一次性塑料的使用，以关注环境并减少消费。
Friedrich表示：“在我们的移植生产中，我们不是使用商店中那种一次性塑料，而是使用额外坚固的塑料移植托盘。我们知道有些农民使用这些托盘超过20年，仍然很坚固。”
Friedrich表示，CAFF农场还使用了一种来自日本的纸植物盆栽系统，使用一系列纸条形成生长移植物的单元。培训农场还使用景观织物而不是塑料覆盖物进行除草，这种织物可以重复使用多年。
然而，有时一次性塑料的使用是不可避免的。在其“拖拉机规模”生产中，CAFF使用在自摘操作的草莓床上看到的黑色塑料。
Friedrich表示：“植物对塑料农业反应良好，因为它提前加热土壤，创造无杂草区域，并直接将水输送到植物根部。”目前用于此功能的生物降解选项在长时间炎热的季节中无法维持。
农场使用厚实、透明的塑料覆盖高拱棚，但该材料的寿命较长，为四到六年。高拱棚与温室不同，通常气候控制较少，但仍可以保护植物免受天气影响，并将生长季节从早春延长到深秋。
Friedrich表示，灌溉滴灌带——一种直接向植物根部提供水的平管——也可以成为农场上的塑料来源，他们尽量使用多年以减少垃圾填埋场的废弃物。
Friedrich表示：“在州的其他地区，有可回收的选择，农民可以处理他们的灌溉塑料。”
多功能管在行作物的灌溉中很常用。季节结束时，农民会卷起管子并处理以进行回收。
