“Status and Enhancement Techniques of Plastic Waste Degradation in the Environment: A Review”由Yulong Niu等人撰写。文中指出，塑料垃圾因人口增长和消费需求增加在环境中累积，威胁环境与健康。文章综述了塑料在土壤、水、填埋场和堆肥等环境中的降解情况，以及物理、化学和生物等增强降解技术，并探讨了未来研究方向，如建立等效标准、采用内控技术等，为塑料污染控制和处理提供理论基础。
- 塑料在实际环境中的降解情况
- 传统塑料：在土壤、水生环境、填埋场和堆肥等环境中降解缓慢。如PE在土壤中113天几乎无重量损失，在海洋环境中多年也仅有微小变化，填埋场中数十年降解迹象不明显，堆肥条件下也难以有效降解。
- 可生物降解塑料：在土壤中完全降解通常需至少5年，在水生环境中可能更久，在实际填埋场降解率低，但在工业堆肥条件下因高温可较好降解。
- 塑料降解增强方法
- 物理方法
- 光催化：分为光氧化（PD）和光还原（PR）。PD可使塑料氧化成碎片或矿化为二氧化碳和水，如PVC添加$TiO_2$催化剂在UV照射下质量损失增加；PR可将塑料转化为有价值化学品和燃料，但存在催化剂残留风险和反应条件限制。
- 机械降解：环境中的物理力使塑料破碎成小颗粒，可作为其他降解技术预处理，但仅实现碎片化。
- 热解：高温下塑料分子链断裂降解，可转化为燃料等，但反应需高温和设备，限制其应用。
- 化学方法
- 水解：在高温高压下聚合物与水反应，可回收单体，但需改善反应条件和单体回收。
- 醇解：通过酯交换反应降解聚合物，可获可回收单体或高附加值产品，但面临反应条件和单体纯化等挑战。
- 氨解：利用胺分子裂解酯键，可实现聚酯降解和单体回收，但研究少、应用有限。
- 强氧化：强氧化剂产生活性氧使塑料化学键断裂，但降解效率低且无法回收。
- 超临界流体（SCFs）：能增强塑料降解和回收，但反应条件苛刻、设备要求高。
- 生物方法
- 微生物：通过酶促反应降解塑料，细菌和真菌可降解多种塑料，细菌菌群效果更佳，但降解过程缓慢。
- 小动物：如昆虫、蠕虫等可消耗和降解塑料，其肠道微生物起关键作用，但降解速度慢且研究局限于少数塑料。
- 藻类：在塑料表面生长并诱导去除，可产生降解酶，生长环境简单，但降解效率低。
- 结论与未来展望
- 传统和可生物降解塑料在实际环境中降解复杂，需建立等效标准。
- 应从聚合物内部改进塑料降解，如添加酶添加剂等。
- 关注塑料降解产物回收，控制目标产物回收。
- 控制塑料降解产物对环境的影响，减少有害产物生成和回收利用。