论可持续包装的进展

论可持续包装的进展彭国勋〔陕西科技大学，〕?包装学报?2021年第4期摘要：全面分析了当今人类社会与我国面临的环境问题，探讨了包装可持续开展的进展，列举了某些企业开发绿色包装的成功案例。关键词：可持续开展，绿色包装，OntheProgressofSustainablePackagingPengGuoxun(ShaanxiAbstract:TheenvironmentproblemsinfaceofhumansocietyandChinaareanalyzed.Theprogressinsustainabledevelopmentofpackagingisdiscussed.Thesuccesscasesofsomeenterprisestodevelopgreenpackagingarespecialized.Keywords:sustainabledevelopment,greenpackaging一、引言我国当前面临着严峻的环境与资源问题，其中与包装工业有关的问题包括：１、垃圾处理问题：目前，我国工业固体废物年产生量达８.2亿吨，综合利用率约４６％。?十五?期间，全国城市生活垃圾年平均产生量为１.4亿吨，到达无害化处理要求的不到１０％。在经济持续开展的同时，资源匮乏和环境污染的问题日益突出。就包装材料而论，?十一五?初期，全国城市生活垃圾年平均产生量已经接近１.6亿吨，我国每年的包装材料消耗量为3000多万吨，由此产生的包装废弃物约为1600万吨，占城市所有废弃物体积的25％，重量的15％，而且每年大约递增10%。到2021年，我国的包装材料年消耗预计已超过6000万吨，包装废弃物的处理与利用已经成为影响国民经济可持续开展的重要课题，同时也制约包装行业自身的长远开展。２、水环境污染问题：我国七大水系的污染程度依次是：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江，其中４２％的水质超过３类标准〔不能做饮用水源〕，全国有３６％的城市河段为劣５类水质，丧失了使用功能。大型淡水湖泊〔水库〕和城市湖泊水质普遍较差，７５％以上的湖泊富营养化加剧，主要由氮、磷污染引起。包装用纸生产的黑液与包装印刷的废液等的排放等是水污染的元凶。３、大气污染问题：２０００年我国二氧化硫排放量为１９９５万吨，居世界第一位。据专家测算，要满足全国天气的环境容量要求，二氧化硫排放量要在现有根底上至少削减４０％。此外，２０００年我国烟尘排放量为１１６５万吨，工业粉尘的排放量为１０９２万吨。大气污染是我国目前第一大环境问题。金属包装原料与玻璃包装生产时排放的大量二氧化硫极为可观。4、参加世贸组织与环境问题：我国参加世贸组织将面临两方面新的环境问题。一方面是国际上的“绿色贸易壁垒〞。由于我国目前的环境标准普遍低于兴旺国家的标准，我国的食品、机电、纺织、皮革、陶瓷、烟草、玩具、鞋业等行业的产品将在出口贸易中受到限制。另一方面，由于国际市场对中国的矿产、石材、药用植物、农产品、畜牧产品、及其配套的包装制品的大量需求，可能会加重我国的生态、环境和自然资源的破坏。同时，我国可能成为国外污染密集型企业转移的地点和大量的国外工业废物“来料加工〞的地点，这将极大地加重我国的环境问题。5、持久性有机物污染问题：随着我国经济的开展，难降解的持久性有机物污染开始显现。国际上今年签署了?关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约?，我国是公约的签字国。其中确定的首批禁止使用的１２种持久性有机污染物在我国的环境介质中多有检出。这类有机污染物具有转移到下一代体内，并在多年后显现其危害的特点，也被称为“环境激素〞或“环境荷尔蒙〞，危害严重。目前这类有机污染物广泛存在于工农业和城市建设等使用的化学品之中。在塑料包装与包装印刷中，这些被禁有机污染物时有出现。针对上述严峻的社会问题，中央英明地提出了我国开展必须坚持科学开展观，这种开展方针，在最近公布的?中共中央关于制定国民经济和社会开展第十二个五年规划?中，得到了充分的表达。其中特别提出：“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济开展方式的重要着力点。深入贯彻节约资源和保护环境根本国策，节约能源，降低温室气体排放强度，开展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化，促进经济社会开展与人口资源环境相协调，走可持续开展之路。〞联合国世界环境和开展委员会布伦特兰报告?我们共同的未来?中指出：“人类应致力于可持续开展－确保当前的需求不危及下一代谋求他们自身需要的能力。········贫穷不仅是自身的不幸，可持续开展应满足所有人的根本需求并且为他们提供实现美好生活愿望的时机〞。包装同样面临着可持续开展的挑战。在经济持续开展的同时，资源匮乏和环境污染的问题日益突出。木包装用木材已经出现采购困难的局面；主要依赖进口木浆生产包装用纸的价格飞涨，导致许多纸包装企业面临生存危机。塑料包装材料生产用的石油需要大量进口，世界的石油资源有可能不到一百年就会耗尽。耗能大户的金属包装与玻璃包装的情况遭遇低碳经济开展的挑战。包装界曾提出了符合可持续开展的绿色包装概念。根据公认的可持续包装或绿色包装的要求，ISO制定了相关的国际标准?ISO18601－18606Packagingandtheenvironment?；欧盟制定了?EN13426-13432Packaging—RequirementsfortheuseofEuropeanStandardsinthefieldofpackagingandpackagingwaste?等7个标准；我国在1996－2004年期间，相继制定了对应的GB/T16716.1－.7?包装与包装废弃物?，共分为７局部：第1局部：处理和利用通那么；第2局部：评估方法和程序；第3局部：预先减少用量；第4局部：重复使用；第5局部：材料循环再生；第6局部：能量回收利用；第7局部：生物降解和堆肥。在包装燃烧或陆地填埋时，排放的烟尘、飞灰和渗滤液中重金属与危害物质或制剂等化学品对环境影响的评估有关标准，也正在制定之中。上述标准虽然提出了评估方法和程序，但缺乏便于操作的量化评估体系。最近沃尔玛提出的针对包装供给商可持续性的评价框架体系值得参考：每吨产品中GHG/二氧化碳的用量占15%；包装材料价值占15%；产品价格/包装本钱之比占15%；包装体积利用率占15%；包装对运输的影响占10%；可回收包装材料的数量占10%；可回收包装材料的价值占10%；包装材料可再生能源占5%；包装创新占5%。二、包装减量化中国包装联合会石万鹏会长曾预测，到2021年我国包装工业总产值会突破12000亿元；按当年GPD的397983亿推算，其所占比例高达3.02%。兴旺国家的这一比例通常不超过2％，这说明我国的包装用量严重过度，有可能浪费了2000多万吨包装材料，贯彻“GB/T16716.3包装与包装废弃物预先减少用量〞的国家标准迫在眉睫。最近我国公布的?GB23350—2021限制商品过度包装要求食品和化装品?国家标准，对食品和化装品的包装空隙率、包装层数、包装本钱等指标，规定了假设干量化要求，希望能减少这些商品因过度包装造成的巨大浪费。然而，有些条款不尽合理，贯彻推行的效果有限。例如，矿泉水、啤酒等大宗商品的包装本钱的总和远远超过商品销售价格的20％，但这是合理的；许多礼品过包装问题由于没有监管措施，仍然在市场上泛滥。在社会环境没有根本改变和监管方法落实之前，过渡包装问题短期内还难以实现有效控制。上述强制标准尚且难以贯彻，推荐标准GB/T16716.3的贯彻就更加困难了。好在许多企业在客户压价和原料涨价的两面夹击下，开始重视通过优化设计实现“预先减少用量〞，在满足产品保护性能、功能、本钱、环保等的前提下大幅度减少包装材料的使用量，到达降低本钱和提高效益的目的。科学的包装优化设计方法，除了需要有经验丰富的包装设计技术骨干外，更需要有包装工程理论指导下的实用软件以提高设计速度与质量。目前已经开发成功一些超过国外水平的实用化的包装设计软件。图1为木包装CAD/CAE软件。图1(a)表示此软件包括托盘、围板箱、普通木箱、和快装箱等4个模块，翻开每个模块都可显示出所包括的假设干常用型号。图1(b)表示木箱模块中所选框架木箱的参数化CAD界面，只需输入内装物的尺寸和构件尺寸，便可自动完成木箱设计，并输出工艺单、物耗表、报价等数据。图1(c)为有限元CAE分析结果，根据云图显示结果可以十分方便判断如何优化构件尺寸。瓦楞包装、缓冲包装等。(a)(b)(c)图1木包装CAD/CAE软件图2(a)表示机电产品包装设计常用的纸箱缓冲包装分析系统软件的输入数据的界面，只需输入内装物尺寸与重量便可进入后续的分析。图2(b)为缓冲包装设计模块，只需输入所选缓冲垫型式、跌落试验标准、缓冲材料数据、和缓冲厚度，便可自动算出最正确缓冲面积。图2(c)表示瓦楞纸箱设计及强度校核模块的界面，只需输入箱型、纸箱与内衬纸板型号、纸护角型号、与物流环境条件，便可完成瓦楞包装的全局部析。(a)(b)(c)图2纸箱缓冲包装分析系统软件推行图3所示的可视包装和单元包装，可以大幅度减少瓦楞纸板和缓冲材料等包装材料的用量，但必须企业高层主管对物流整个配送流程进行大刀阔斧的改良，才能顺利推行。一旦实施上述革新，不仅能大幅度节约包装本钱，还将显著降低物流本钱和产品破损率。图3可视包装和单元包装作为全球最大的IT公司和首批“中国绿色公司〞标杆企业，惠普将可持续理念和科技融入电脑研发、设计、生产、运输、使用、回收再利用的整个生命周期甚至供给链的上下游，形成了一个完整的绿色科技生态圈。最近，由于在陆路运输供给链节能减排方面的卓越表现，惠普荣获了美国环保署〔EPA〕颁发的图4(a)所示“SmartWay优秀奖〞〔

SmartWay

Excellence

Award〕。最新投放市场的HPPaviliondv6929笔记本电脑的全新包装，将传统保护性运输包装材料与纸箱替换为图4〔b〕所示的惠普保护性背袋(HPProtectMessengerBag)，其原料由100%的回收再利用织物材料制成。该包装比传统笔记本电脑包装减少了97%的原料使用和空间占有，几乎接近“零包装〞，由此而来的是所需运输车辆较前减少1/4，极大节省了运输所需燃料，减少了二氧化碳的排放量。该包装外观个性时尚，酷似单肩背包，而与传统的包装相比，其保护性毫不逊色，又能减少因过去的一次性电脑包装材料废弃时对环境产生的危害。除“零包装〞外，惠普电脑采取了更多人性化简化措施，如减少了包装箱中的纸质说明材料和CD，代之以在线支持和软件程序(HPRecoveryManager)，大大减少了纸张和材料的使用量，减少了浪费。如客户索取纸质使用手册，那么采用无氯漂白的原生纸或再生纸提供资料。(a)(b)图4“SmartWay优秀奖〞与惠普笔记本电脑保护性背袋沃尔玛为可持续开展制定了三工程标：在其美国所有连锁超市，逐步实现100%使用可持续能源；三年内减少25%的固体垃圾；两年内要求所有私人品牌精简产品包装，支持绿色环保事业。沃尔玛对其供给链上的60000家供给商提出了实施可持续包装的要求，到2021年时完成减少5％的包装，通过包装减量化可节约包装本钱34亿美元，带动供给链节约100亿美元，导致废弃物及其污染减少、使用的原材料减少、节省制造、运输、仓储和回收的能耗等。沃尔玛公司组织各地的零售商、产品供给商、包装生产商、不同类型的消费者、包装专家等进行研讨，分析总结了令所有利益相关者都满意的包装属性，并在此根底上提出了包装的7R原那么:Remove(简化：简化包装结构，少用或不采用繁琐的型式或复杂的造型)、Reduce〔减量：减少包装层数和空间，降低包装材料用量，减少包装废弃物〕、Reuse〔重复利用：再充填后能以初始形式被反复利用〕、Recycle〔回收利用：在不影响包装质量的前提下，尽量使用回收率高的可回收的包材〕、Renew〔再生：尽量使用可再生或降解的包材，特别是生态材料。〕、Revenue〔收益：采取有效措施控制包装设计和生产过程中的直接和间接本钱〕、Read〔读取：传达的信息有利于消费者与自动化系统读取、理解和接受〕。三、包装的重复使用在资源越来越短缺的形势下，包装的重复使用是对可持续开展奉献最重要的举措。图5为江苏前程木业科技开发的各种典型重复使用发循环木包装系统，正在大面积推广，大幅度减少了珍贵的木材消耗量，为节材代木与低碳经济做出了重大奉献。尤其是托盘共用系统的研发与推行，已经进入实值性的实施阶段，与欧标托盘相当的中标托盘的标准制定、产品开发、重复使用运作模式等，正在积极推进之中。采用速生林原料制成的层积材为主制造节材代木包装制品，正在大力开发，将可以大幅度减少对珍贵森林资源的消耗。图5各种典型重复使用的循环木包装系统图6所示的可100％循环再生的各种重复使用塑料包装，正在大批量取代一次性的纸包装或木包装，成为假设干企业推行可持续包装的主攻方向。图6可100％回收再生的各种重复使用塑料包装美国环保署〔EPA〕为了增进环境、健康与平安〔EHS〕效益，推动可持续包装的开展，公布了一套托盘本钱计算器，能够近似估算出四种最常见托盘的平均年本钱，以及最初3年、6年、10年的本钱，计算结果如表1所示。通过定量分析结果不难看出，优先选用胶棉结构模铸工艺生产的材料可100％循环再生和重复使用的塑料托盘效益最好，使用期限越长，其效益越高。胶棉结构模铸工艺生产的包装制品在美国塑料包装中占据主导地位，浙江特耐适集装器具瞄准可持续包装生产技术的制高点，在2021年引进了这一先进的技术及其超大型自动线，在亚洲开辟了生产符合世界潮流的可持续塑料包装制品的先河。表1托盘的平均年本钱〔美元〕托盘采购数100100100100托盘年使用次数，25252525托盘类型重复使用塑料托盘共用系统用硬木托盘全新硬木托盘模压木屑托盘初始投资167507336.5113907705年更换率0.251112.5每次更换的处理本钱167.25537.60597.33465.92年平均本钱28336.4052756.4680315.12684314.453年本钱112225158269.38240945.372077194.276年本钱225570.59316538.76481890.744105886.7010年本钱338916.19527564.61803151.236843144.50华为技术十分重视绿色包装物流的研发，2021年开发的图7所示可重复使用的集装架，曾荣获世界包装组织2021“世界之星〞大奖。图7可重复使用的集装架四、材料循环再生与能量回收利用我国依靠廉价的人力资源，遍部全国的数以千万计的“拾破烂大军〞，实现了西方国家无法到达的包装材料循环再生的回收率，除了无处不在的废弃物游动回收点外，在垃圾中除太脏的塑料袋外，其它包装废弃物根本被捡出，送到集中回收点。我国每年随生活垃圾进入填埋场的废塑料占填埋垃圾重量的３％－５％，其中大局部是废塑料购物袋。为了解决难以回收的、造成白色景观等污染的塑料袋问题，国务院办公厅下发了国办发〔2007〕72号?关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知?，对塑料袋的生产销售使用作出了具体规定，禁止生产销售厚度低于0.025mm的超薄塑料袋。但这些塑料袋却依然在农贸市场、地摊常见。根据国际食品包装协会的调查，限塑令实施之初，全国3万多家塑料袋生产厂家有一半企业停产或转产，但现在厂家数字又再恢复到2万多家企业。超薄塑料袋屡禁不止的原因是多方面的，主要是政府监督力度不够，超市与农贸市场无包装散货的低本钱包装问题也没有解决好。最好大型企业能组织自己的回收体系。例如，KODAK公司已经组织全球零售商回收他们的聚乙烯酯〔PETE〕和聚苯乙烯〔PS〕等零部件和包装废弃物，进行回收再生，最终实现零废弃物的目标，争取成为全球最可持续开展公司100强之列。浙江特耐适集装器具承诺，它生产的高压聚乙烯塑料包装制品将全部按原价1/3回收。江苏前程木业科技正在构建其循环木包装制品的回收体系。当前，我国的包装材料循环再生需防止再生失控的倾向。例如塑料包装废弃物被再生为食品与药品包装制品，违反卫生规定；啤酒瓶的循环利用超期服役，爆炸伤人事故时有发生；再生纸再生次数过多，纸包装制品性能过低等等。在垃圾围城日益严峻的形势下，建立垃圾燃烧站对包装废弃物进行能量回收利用的企图，经常遭遇待建地区周围居民的反对，担忧废弃排放影响健康。因此，包装废弃物能量回收利