塑料——从地下到地上

( 早期的塑料收音机 )

农田里长出塑料，这已经不是只在科幻小说里才能实现的梦想了。但是，生物塑料要想完全取代传统塑料，还有很长的路要走。

众所周知，生产传统塑料的原材料来自地下，也就是石油和天然气等所谓的化石燃料。目前全世界开采出来的石油和天然气有大约3%被用于生产塑料制品。

但是，化石燃料总有一天会枯竭。如果人类的石油消耗维持目前2%的年递增速度，石油资源将在25年后枯竭。到那个时候，人类的能源需求或许可以从核能或者其他可再生的方式中得到满足，但是塑料则不同，人类必须尽快找到石油的替代品。从目前的发展趋势来看，这个替代品就是农产品。

从农产品中提炼出来的塑料叫做生物塑料（Bioplastics），已经进入市场很多年了。你也许不知道，凌志ES300型豪华轿车的后备箱底盘使用的就是生物塑料。2006年，NEC联合了一家日本食品制造公司Unitika，推出了一种用生物塑料制成的手机，受到环保爱好者的热烈追捧。这种塑料来自玉米发酵后生成的乳酸，经过特殊处理后变成聚乳酸（PLA）。但是聚乳酸的耐热性和强度都不足，必须加入合适的洋麻（Kenaf）才行，生产过程的技术含量相当高，成本也不低。

所以，目前市场上更多的生物塑料产品是食品包装盒、餐具以及一次性水杯等低端产品，对性能的要求很低。优质塑料对分子链的长度和整齐度都有很高的要求，一般传统塑料的分子量大都在10万以上，有的甚至可以达到50万（相比之下，水的分子量是18）。石油中含有的碳氢聚合物在地下经过多年的高温高压处理，很容易达到这个要求。生物塑料就不同了，如今市场上的生物塑料在硬度、延展性和持久性上都和传统塑料有着很大的差异，比如用生物塑料制成的水瓶，在货架上放久了会变形，甚至漏水。

( 英国发明新型的“人造塑料血” )

所以，生物塑料的支持者们大都从环保的角度看待生物塑料。在他们眼里，生物塑料虽然不够完美，但它能节约化石燃料，防止全球变暖，而且易于降解，不污染环境。但是，如果用科学的方法加以分析的话，这两条优点都禁不起推敲。

生命周期全记录分析法

( 俄罗斯一家医院制造的塑料眼球，形状逼真，比同类产品更轻便 )

与传统塑料相比，生物塑料到底节省了多少化石能源呢？请看下面两个例子。

意大利公司“诺瓦蒙特”（Novamont）成立于1989年，是世界上最早开始生产生物塑料的公司之一。该公司自己所做的环境评估显示，他们生产的每公斤生物塑料需要500克石油，而总的能量消耗几乎是传统塑料的80%。

美国 “天然产品”（NatureWorks）公司是目前世界上规模最大的生物塑料生产商，该公司自己公布的数据显示，他们生产的PLA型生物塑料比来自石油的聚乙烯（Polyethylene）节省25%～68%的化石燃料，但是，部分原因在于他们在生产中采用了较为昂贵的可再生能源。

为了对整个生物塑料产业进行科学而又公正的评估，美国著名的智囊机构——雅典娜学院（Athena Institute）委托富兰克林研究会（Franklin Associates，一个民间环境问题研究协会）对5种市场上常见的生物塑料制品进行了一次详尽的分析。他们采用的方法叫做“生命周期全记录分析法”（Life Cycle Inventory，LCI）。简单地说，就是对一件产品从最初的原料生产、运输，再到制成成品，最后被降解等等，所有的阶段进行全面的能量分析。举个简单的例子:一直有人认为用电不会产生二氧化碳，但是，只要去调查一下你用的电是从哪里来的，这个天真的想法就会不攻自破。

2006年11月，雅典娜学院发表了一份长达110页的研究报告，详细总结了这次大规模调研的结果。此次研究调查了16盎司一次性杯子、16盎司便当盒、信封透明天窗塑料薄膜、超市塑料包装盒以及12盎司塑料水瓶这5种最常见的生物塑料制品，把它们和传统塑料制品进行对比。结果显示，这5种产品有好有坏，总起来看，与传统塑料差别不大。

怎么会这样呢？先说明显的原因。首先，从农作物中提炼塑料需要耗费大量的能源，目前工业能源大部分仍然来自地下，所以从节约能源的角度看，生物塑料优势并不明显。其次，化石燃料并不是地球上唯一的稀缺资源，土地也是。能源作物必须和食品作物争土地，在这个粮食短缺的时代，这种竞争绝不能忽略不计。比如，去年美国总统布什访问巴西，和巴西总统签署了合作推动生物能源的协议，结果这份看似很环保的协议遭到了来自巴西民众的强烈抗议。反对者说，为了提炼乙醇而大面积种植甘蔗和玉米，不但会导致很多穷人没粮食吃，而且会造成作物种类单一，破坏巴西的环境。比如甘蔗吸水量大，对亚马逊河流域的水资源会有很大的影响。种玉米需要大量的化肥和除草剂，它们对环境的负面影响也必须考虑进去。

再说一些更隐蔽的原因。大家都说生物塑料容易降解，不会污染环境。其实，塑料降解后会产生大量的甲烷和二氧化碳，反而加剧了全球气候变化。如果塑料废物能够在垃圾填埋坑里维持原样，不见得就是一件坏事。当然，生物塑料中的碳来自空气，降解后返回空气，属于可持续的碳循环，对气候没有影响。但是，很多在实验室条件下很容易降解的东西到了真实世界里就不同了。大部分生物塑料只有在特殊的条件下才能很快降解，而很多消费者过高地估计了生物塑料的降解能力，随手乱扔垃圾，反而造成了更大的环境污染。另外，垃圾填埋坑里的环境条件十分特殊，很多垃圾到了那里会变得非常顽固。美国亚利桑那大学的科研人员曾经挖开过一个垃圾填埋场，从里面找到一张50年前的报纸，上面的字依然清晰可辨。如果纸都是如此，更不用说塑料了。所以，目前所有的塑料都必须在专门的垃圾回收站内进行回收利用。

其实，不少种类的生物塑料其实是很难降解的，传统塑料里面却也有一些容易降解的，不能笼统地评价两者谁好谁坏，必须具体问题具体分析。另外，在实际回收的过程中，生物塑料和传统塑料必须分开，因为两者回收利用的工艺流程是完全不同的。所以，必须为生物塑料建立一个独立的回收系统，在此之前，生物塑料易于降解的优势完全得不到发挥。可是，根据SRI咨询公司的统计，2006年全世界一共消费了8.5万吨生物塑料，而仅在包装盒这一项里就消费了大约1230万吨传统塑料。也就是说，生物塑料只占包装盒市场份额的7‰，要想为这么小的市场份额单独建立一个回收系统，目前还不太现实。

由此可见，和其他环保领域一样，生物塑料领域也面临着宣传效果大于实际效应的问题，必须谨慎对待。

转基因塑料

从目前情况看，要想让生物塑料完全取代传统塑料，必须大幅度降低成本，提高质量，而转基因技术是实现这一目标的必经之路。

聚羟基丁戊酸共聚酯（PHBV）的例子就很有代表性。PHBV是一种生物塑料，其性能和来自石油的聚丙烯非常相似。有一种细菌能够把糖变成PHBV，然后用氯仿就可以萃取出来。但是用细菌来生产PHBV远不如直接让植物生产PHBV要划算。根据2003年公布的一项统计数据显示，用细菌生产PHBV，每公斤大约需要花费8美元，转基因植物大约需要3美元，相比之下，来自石油的传统塑料每公斤生产成本大约只有1美元，差异是非常明显的。

于是，科学家找到了催化这一反应的所有的酶，并把它们的基因转移到玉米里面。不但如此，科学家们还成功地控制了这几种基因的表达方式，让它们只在茎叶中表达。这样一来，PHBV将只会在叶子和茎干中才有，种子里没有。这样做的好处是显而易见的，从此，转基因玉米既可以为人类提供粮食，又可以为生物塑料工业提供原材料，可谓一箭双雕。

早在上世纪90年代中期，美国孟山都生物技术公司就成功地培育出了这种转基因玉米，但是PHBV的含量一直高不上去，只占玉米茎叶干重的3%。孟山都公司经过计算后得出结论，必须把PHBV的含量提高到15%以上才能有盈利的可能。

除了技术因素之外，转基因塑料产业还面临着公众不信任的困难。尤其在欧洲，因为公众的反对，转基因研究很难得到足够的资金支持。如果不改变民众的态度，转基因技术不可能在短时间里取得重大突破，塑料也就永远不可能从地下走到地上来。 地下地上塑料