通过辐照实现塑料回收利用的革命性变革

一次性包装等生活垃圾中的混合塑料很难回收利用，因为其中含有不同类型的塑料。辐照有助于将这些废物变成高性能塑料。2024年12月，联合国环境规划署执行主任英格·安德森在韩国釜山举行的具有法律约束力的塑料污染（包括海洋环境污染）国际第五次谈判会议结束时表示：“世界对终结塑料污染的承诺明确且无可争辩。”

科学家和技术专家们正在应对全球塑料污染危机的研究中取得进展，170多个国家的代表和数百个组织的观察员正准备参加在瑞士日内瓦举行的下一届会议。作为塑料废物管理的最可行方案，回收和升级再造工作加紧进行，辐射技术作为一种创新、清洁和高效的工具正在兴起，用于将废旧塑料和生物质一起转化为新产品。

塑料污染的危害并不是什么新鲜事。在合成塑料出现之前，橡胶和纤维素等天然聚合物已得到广泛使用，比利时化学家利奥·贝克兰于1907年发明了第一种完全合成的塑料 — 电木。到20世纪中叶，全球塑料年产量达到约200万吨。如今，塑料年产量已超过四亿吨，我们几乎不可能有一天不接触到某种形式的塑料。如果事情照旧这样发展下去，到2050年，全球初级塑料的年产量预计将增加近两倍，将达到11亿吨。

传统回收的挑战

尽管在回收利用方面做出了努力，但迄今为止，在全球产生的70亿吨塑料废物中，只有不到10%得到了回收利用。塑料不可生物降解。就是说它不会分解，只会碎裂成更小的碎片，形成微塑料。从我们呼吸的空气到南极洲的海洋，到处都可以找到这些微塑料。

目前主要的两种回收技术是机械回收和化学回收。机械回收是最常见的方法，通过回收相似的塑料，生产出可以重新用于塑料生产的原材料。这个过程包括收集、分类、清洗和研磨塑料，然后进行熔化并重新加工成新材料。这种回收方式虽然相对便宜，但需要对不同的聚合物进行分类，因此很难处理多层塑料或混合塑料。此外，该工艺不能使用两次以上，因为回收材料的品质会随着每次回收利用而降质，而且只适用于热塑性塑料（可反复熔化，冷却成型而成为新产品的塑料）。

另一方面，化学回收可以处理更多类型的混合塑料废物，包括受污染的劣质废物，将其分解为小分子成分，转化为可用于生产新塑料或其他产品（如燃料）的物质。这种方法的成本相当高，因为它需要投入大量能源，而且开发大型化学回收设施，这就需要对基础设施进行大量投资。

辐照塑料回收与利用

利用γ射线和电子束的辐射技术独具优势，可以提供更清洁的生产和回收过程，避免使用可能有害的添加剂，并提高能源效率，从而减少塑料废物。IAEA辐射处理官员Azillah Binti Othman说：“辐照对塑料回收的主要好处在于它能够在分子层面改变塑料的化学结构。辐照通过两种方式有助于减少塑料废物量：一是将难以回收的塑料转化为有价值的产品，增加对其再利用；二是开发生物基塑料，减少对石油基塑料的依赖。”

辐照是一种非常有效的工具，可根据聚合物类型对已清洗和研磨的回收塑料进行分类。这样可以提高回收塑料的纯度，从而提高其价值。辐照还可以补充和加强传统的回收方法。当与一种称为热解的化学回收方法结合使用时，废塑料聚合物可被分解并转化为燃料或化学成分，从而在不添加原生（非回收）聚合物的情况下生产出新产品。

除了传统的回收利用，辐照还为创新方法铺平了道路，使塑料废物能够与其他材料混合，制造出更耐用的产品。这有助于生产高性能材料，应用于汽车或建筑行业。例如，由回收塑料制成的建筑材料（如贴面砖、砖块、木材和木板替代物）在菲律宾经过辐照处理，以提高其拉伸强度、剪切强度、耐磨性和其他机械性能。

此外，辐射辅助技术在利用生物质这种可再生资源制造更耐用的最终产品方面也显示出了前景。这样能制造出生物基塑料和其他高价值化合物，例如新型包装材料，以取代传统的石油基塑料。

核技术用于控制塑料污染

IAEA“核技术用于控制塑料污染”倡议利用辐射技术的力量，协助各国从两头处理塑料污染：在源头上，通过引进新技术改进塑料回收；而另一头则是针对大部分塑料废物的最终去向 — 海洋。

IAEA放射化学和辐射技术处处长塞莉纳·霍拉克说“在源头上，重点是通过创新的升级再造减少塑料废物量，增加对难以回收塑料的再利用，使其成为有价值的产品，并开发生物基塑料。在‘核技术用于控制塑料污染’倡议的帮助下，亚洲、拉丁美洲和非洲的九个国家正在建立辐射辅助中试厂。”

IAEA即将召开的第三届辐射科学和技术应用国际会议会讨论辐照在帮助消除塑料污染方面的作用。2025年4月7日至11日，数百名来自辐射相关物理学、化学、材料科学、生物学和工程学领域的专家将齐聚奥地利维也纳，举行会议 ICARST 2025，任何感兴趣的人都可以通过直播观看。

此外，2025年10月将在韩国举办国际活动，介绍IAEA循环经济评定工具和技术成熟度工具；2025年11月将在菲律宾举办首届“核技术用于控制塑料污染”国际高级别论坛。这两项活动都将涵盖“核技术用于控制塑料污染”倡议的另一个方面，即海洋监测部分，利用核科学来确定、追踪和监测海洋中的塑料，尤其是微塑料的去向。

摘译自IAEA网站