食品工业的迅速发展极大地推动了食品包装工业的发展, 食品包装在外观、材质和实用性等诸多方面均取得了令人瞩目的成就。食品包装工业在发展的同时也使我们面临着一个不容忽视的严峻现实: 随着包装食品消费量的日益增加, 食品包装在生活垃圾中所占的比例越来越大, 不仅增加了生活垃圾的处理负担, 部分食品包装不合理的生产和使用后的处理方式也造成了严重的环境污染。
1 食品包装材料的类型及特点
食品包装材料是指食品工业中用于食品包装的各种材料, 常用的食品包装材料有高分子、金属、纸和玻璃等, 另外还有陶瓷、竹木以及各种复合材料等。高分子包装材料包括塑料、橡胶和涂料。塑料可分为热塑性和热固性两大类; 橡胶按基料来源可分为天然橡胶和合成橡胶; 涂料按成膜条件可分为高温成膜涂料和常温成膜涂料, 按材质可分为环氧树脂涂料、有机氟涂料、有机硅涂料、过氯乙烯涂料、漆酚涂料和石蜡涂料等。高分子材料因具有好的阻隔性、耐热性和耐蚀性, 加上质量轻、使用方便, 以及色彩斑斓、外观美丽等特性, 目前已成为极其重要的食品包装材料, 得到广泛采用。高分子材料最大的缺点是绝大多数不易降解,焚烧会产生有毒气体。
金属包装材料常用的有铁、铝、不锈钢和各类金属合金等。金属材料具有相对较高的机械强度, 不仅牢固、耐压、不易碎, 而且还具有可延展、可咬合、可焊接和可粘接的加工特性, 加上具有良好的阻隔性和气密性, 因而在食品包装材料中同样占有重要的地位。纸包装材料具有许多优点, 如价格低廉、防护性能好、储运方便、易于造型装潢、不污染内容物、回收利用性能好、易与其它材料复合以进一步改善和提高材料性能等, 目前也是得以广泛使用的食品包装材料之一。
玻璃包装材料具有良好的稳定性、阻隔性、卫生性和保存性, 具有不易变形、容易实现盖密封、开封后仍可再度封紧、易于美化、原料丰富、成本低廉等诸多优点。
2 食品包装的生产对环境的污染
食品包装工业产生的污染物主要有: 二氧化硫、氯气、光气、甲醛、氟化氢等气体以及酚类、苯和苯乙烯等物质, 金属材料生产场所还会产生粉尘。以上物质对大气、土壤和水资源等均可造成不同程度的污染。
二氧化硫是大气污染物中最主要的一种, 它可以在大气颗粒物所含的铁、铜、镁等金属氧化物的催化下被氧化, 溶于雨、雪中生成H2SO3、H2SO4, 从而使降水呈现酸性, 形成酸雨, 对空气、人体健康和土壤造成严重危害。氯气不仅危害人类身体健康, 还可以进入植物叶片组织, 很快破坏叶肉内的叶绿素, 使叶片出现浅褐色至深褐色不同颜色的伤斑, 导致叶片皱缩、干枯、脱落;此外, 由于氯气具有强烈的刺激性气味, 若空气中达到一定浓度, 对居民居住环境影响很大。更为严重的是,氯气与一氧化碳接触能形成毒性更大的光气( COCl2) ,光气是一种剧毒气体, 并有积累作用, 在100 mg/m3～300 mg/m3 的环境中逗留15 s～30 s 可引起重度中毒甚至死亡。甲醛可凝固蛋白质, 对生物体有遗传毒性。苯酚是酚类污染物中最简单的一种, 水中的酚容易被次氯酸氧化成氯酚, 这种化合物具有强烈的刺激性, 对饮用水的影响很大。铜矿的开采和冶炼过程中产生的铜烟和铜尘可使铜大量的进入空气和土壤, 水生生物可以富集铜, 农作物也可通过根吸收土壤中的铜,其中一部分铜通过食物链最终会进入人体, 当铜在人体内积累到一定程度时即可对人体产生危害; 铝生产场所的粉尘等造成的环境污染是食物和饮水中铝的重要来源, 铝对骨骼具有毒性, 铝在人体内积累会增加粪便中磷的排出量, 严重时可导致磷缺乏, 影响骨基质的形成, 导致软骨病[1]。
3 食品包装的使用对环境的污染
3.1 食品包装弃后处理对环境的污染
食品包装属于城市固体废弃物, 是长期存在的一个污染源, 未经处理或处理不善均会造成严重的大气污染、地下水污染、土壤污染等, 还会使土地资源被垃圾占用、自然景观遭受破坏。目前, 我国生活固体垃圾的处理方法主要有卫生填埋、堆肥、焚烧3 种。其中,填埋的处理方法占70 %以上, 其次是高温堆肥, 约占20 %, 焚烧处理方法的比例很小。虽然垃圾的处理率逐年提高, 但是离达到环境无害化的要求差距还很大。
填埋处置就是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适的场所把垃圾用土层覆盖起来的方法。但我国近几十年来的填埋场基本上没有考虑环保措施, 更谈不上环保标准, 处理方法就是垃圾的简易堆放和土层覆盖。这种简易的处理方法在夏季不仅会招惹大量的蚊、蝇, 极易引起疾病的传播, 而且还会释放氨、硫化物等有害气体。据统计全国已经有2/3 的城市被垃圾所包围, 对城市的整洁美观和卫生状况产生了不良的影响。
利用微生物将垃圾中的有机物实现降解的过程称为堆肥。一些简易的高温堆肥技术在中小型城市应用较多, 但由于技术限制, 目前堆肥处理厂的堆肥化产品存在两大主要问题: 一是产品粗糙, 堆肥中夹杂着玻璃、铁屑等碎块, 影响农田应用; 二是产品中氮、磷、钾等营养元素含量低, 在单独施用堆肥时其增产效益无法与其他肥料相比, 缺乏竞争力。
焚烧是以过量的空气与被处理的垃圾在焚烧炉内进行氧化燃烧反应, 在释放出能量的同时, 垃圾中的有毒有害物质在高温下氧化、热解、燃烧而被破坏。但令人担忧的是一些街道清洁工缺少环保意识, 经常将垃圾在露天进行焚烧, 垃圾产生的大量有毒气体直接排放到空气中, 焚烧后的残渣不经处理便直接丢弃[2]。
3.2 食品包装中残留的微生物导致的污染
食品包装垃圾中残留着食品本身携带的微生物或食品残留物因垃圾未经及时处理而产生质变产生的微生物。新鲜食品的包装上残留10~50 个微生物, 其中最不容忽视的是大肠杆菌。细菌不仅种类多, 而且身体特性也多种多样, 无论环境中有氧或无氧、高温或低温、酸性或碱性, 都有适合该种环境的细菌存在, 细菌不仅能在环境中生长繁殖, 有的还可以产生毒素。有一些细菌可产生芽孢, 如炭疽杆菌, 可引起人和动物的急性感染, 尽管发病率不高, 但如不及时治疗, 死亡率很高。一般情况下, 炭疽杆菌可以在土壤中存活几十年以上。
3.3 食品过度包装造成对环境资源的巨大破坏
食品过度包装是指相对于被包装食品而言, 包装层次过多、材料过多、结构设计过多、表面装潢过度、包装功能过剩、包装成本过高等。主要表现为以下3 种类型: 豪华型包装、虚假型包装和搭配型包装。例如近几年出现的月饼过度包装、茶叶过度包装、营养品过度包装等, 如有些月饼包装盒的体积是内装月饼的50 倍还多。我国食品包装一般采用原生材料, 包装材料的来源主要是木材、石油、钢铁等, 这些都是我国的紧缺资源,过度包装严重浪费了我国大量的宝贵资源, 木材等资源的大量消耗直接破坏了环境的可持续发展。现实生活中因食品过度包装造成的浪费比比皆是, 而由食品过度包装引起的资源浪费更是随着人们对食品包装要求的日益增高而日趋严重。造成资源浪费的同时, 食品过度包装因加大生产成本使食品价格远远高出商品本身的价值, 同时也超出了消费者的承受能力[3]。
4 食品包装工业与环境的协调发展
4.1 食品包装的清洁生产
清洁生产是指将综合预防环境策略持续地应用于生产过程中, 以减少对环境和人类的危害风险性。清洁生产尽量以低污染、无污染的原料替代有毒有害的原料, 同时采用清洁高效的生产工艺, 使原料能源尽量转化成产品, 减少有害于环境的废物排放, 对生产过程中产生的废物进行再利用, 做到变废为宝、化害为利。
生产食品包装的工业大多属于化工工业, 众所周知化工工业是产生“ 废水、废气、废渣”的大户, 因此清洁生产是刻不容缓的。目前全世界每年因工业化生产过程产生并排放的二氧化碳总量超过240 亿t, 其中150 亿t 被植物吸收, 而净增的90 亿t 则成为污染环境的主要废气, 危及人类生存空间[4]。以二氧化碳为主的温室气体引发的厄尔尼诺等全球气候异常, 以及由此引发的世界粮食减产、沙漠化现象等, 引起广泛关注。江苏某化学有限公司利用专利技术, 投产了以二氧化碳为原料、年产2 000 t 脂肪族聚碳酸亚乙酯树脂及基于该树脂的降解型聚氨酯泡沫塑料产业化项目, 此项目不仅使塑料降解成为现实, 还充分利用了工业排放的二氧化碳。
4.2 发展绿色食品包装
在现在的四大食品包装材料中, 纸包装材料不象玻璃那样易碎, 不象金属那样重, 不象塑料那样难分解, 因此被认定为最有发展前途的食品包装材料。纸制品易于腐化, 既可以再利用又可以减少空气污染、净化环境。特别是纸制易拉罐的诞生更是解决了我国每年需大量进口铝耗材原材料的资金等多方面的问题( 我国每年铝制易拉罐年消耗量达60~70 亿只) 。PLMEX食品专用纸是一种不含荧光剂因而不会危害人体健康的100 %纯纸浆, 它具有防水、防油等特点, 最为重要的是它可以清洁回收, 反复使用50 次, 不管加热、蒸制还是微波加热都不会变形、褪色。
抗菌包装的研究和应用也是绿色食品包装的发展方向之一, 这在一定程度上解决了食品包装使用后遗留的微生物污染问题。这项技术的研究目前仍处于起步阶段, 有许多问题还需要深入研究。首先添加了抗菌剂以后包装的安全性, 其次是抗菌剂与载体的相溶性方面仍存在巨大的挑战, 相信有一天抗菌包装一定会全面应用于食品的包装中[5]。
食品包装的回收利用同样也具有十分深远的意义。一些回收利用的措施在现实中也得到了利用, 如将废纸粉碎后加鸡粪, 可改良土壤; 将碎纸煮沸后加入饲料中对反刍动物很有增膘作用; 在PVC 等废塑料中加入大量无机填料, 可生产钙塑塑料制品; 碎玻璃可以在开发新型建筑材料方面开创新局面, 如可被用于制造高档的结晶型玻璃或微晶墙地砖、玻璃马赛克等[6]。
4.3 简化包装
过度包装会造成资源的巨大浪费, 针对这个问题许多国家对于食品包装已经制定了严格的管理和相关法律, 如规定包装成本不能超过产品价值的15 %～30 %, 包装物不能超过被包装物体积的1/10, 日本甚至提出了“ 零包装”的想法。目前简约包装的理念显得较为合理, 它一方面反对过度包装以“ 欺骗”消费者, 另一方面反对简单包装以“ 敷衍”消费者。
4.4 提高人类环保意识
环境污染在很大程度上应该归咎于人类自身。例如食品包装生产企业为了降低生产成本不愿投资食品包装清洁生产工艺和设备, 食品生产企业为了迎合某些消费者追求表面奢华的不健康消费心理而采用过度包装, 食品包装使用后处理过程中不按规定的深度进行填埋处理等, 因此要从根本上实现食品包装与环境的协调发展, 就应该从以下几个方面提高人类的环境保护意识。
4.4.1 制定相关的法律
如日本的相关法律规定, 若食品的包装费用和/或包装体积超过标准, 就被认定是侵犯消费者权益的商业欺诈; 日本政府在1995 年制定了《容器包装回收法》, 明确规定生产厂家和消费者有义务将各种包装废弃物回收, 进行循环利用; 此外日本政府还制定了《推进循环性社会形成基本法》《、废弃物处理法》《、资源利用促进法》《食品回收利用法》等, 可见日本在相关法律的制定上已经走在了世界的前列, 我国的相关法律还应加大完善力度。
4.4.2 加强正确消费理念的宣传
“ 过度包装”折射出当今社会人们的节约意识淡薄, 以及迫于人情、面子, 奢侈之风盛行, 因此宣传正确的消费理念迫在眉睫。倡导注重商品实际价值的消费观念, 鼓励人们生活中自带购物容器, 如竹制篮子、布袋等, 这样可以大量减少食品包装垃圾的数量。
4.4.3 加强对垃圾处理人员的培训
我国目前对垃圾的处理方式主要以填埋为主, 一些垃圾处理人员不按规定进行处理, 填埋深度远远不够, 或者直接露天焚烧, 这不仅会影响整个城市的美观, 还会造成严重的空气污染等[7]。
5 结束语
食品包装与环境是构成可持续发展的一个重要方面。随着科技的发展, 一些新的食品包装材料的研究及普及应用已经逐渐解决了食品包装在生产、弃后处理等方面的诸多问题, 目前存在的食品包装与环境发展的不和谐之处相信会逐步得以解决。对于食品包装这个方兴未艾的产业, 在其为我们创造无尽价值的同时,我们万万不能再次走上“ 先污染、后治理”的不归之路。只要我们大家齐心协力, 食品包装和环境的协调发展一定会有光明的前景。
