一次性纸杯更环保？你对它有误会

科普中国-科普融合创作与传播 2018-01-24

　　据相关报道，我国每年一次性水杯的使用量达到了200亿只，这给环境和资源循环造成了极大的负担。人们使用一次性制品是为了方便，但是目前，随着人们环保意识的提高，消费观念也会做出适当调整，站在超市琳琅满目的柜台和商品前，公众在选择一次性水杯时会出现下面的这道选择题：

　　一次性纸杯和一次性塑料杯，哪个更环保？

　　试想一下，如果有人问你这个问题，你会怎么回答呢？也许你会认为，这是一道送分题，答案肯定是一次性纸杯；你会觉得如果答案真的这么简单，别人肯定不会问，绝对是个脑筋急转弯，在哪里埋了一个很深的“坑”，套路很深，因此你会犹豫不决，再三考虑；也许你严谨的性格导致了你会再三寻证，慢慢讨论。那么，这个选择题到底该怎么做呢？一次性纸杯真的会比一次性塑料杯环保吗？

　　在回答这个问题的时候，我们会想当然地认为，塑料是一种石油基的产品，其生产制造过程中会消耗石油和能源，用后难降解，是白色污染之一。而纸杯主要成分是纤维素，是一种天然可再生资源，生产过程虽然可能也会产生污染，但是不消耗石油产品，能耗应该会相对低点，最关键的是，纤维素容易降解，不会产生白色污染。因此，大部分人会认为一次性纸杯肯定比一次性塑料杯环保，然而，越是看似简单的问题，其中蕴含的故事也越有意思，事实并不像想象中那么简单。

　　在人云亦云的同时，数据是最具有发言权的：加拿大科学家霍金（Hocking）就此做了一次认真的分析，对一次性热饮容器杯进行了对比。他对一次性纸杯和一次性泡沫塑料杯（聚苯乙烯，PS）从原材料到加工程序、用料以及回收选择到最后的使用和处理进行了一套完整的环境价值评估。最后得出的结论，让人大吃一惊，纸杯不仅不比塑料杯更环保，而且在生产过程中的污染比塑料杯高数倍！

　　Part A:生物毒性

　　目前，市面上主要销售的一次性纸杯分为以下三种：第一种是由白卡纸做的，主要用来装干东西，不能用来盛水和油；第二种是涂蜡纸杯，这种纸杯由于被蜡浸泡过，所以较为厚实，防水，但是如果杯子里所装水的温度超过40°C，蜡就会融化，而蜡里面含有致癌物质多环芳烃；第三种则是现在普遍使用的纸塑杯，外面是一层纸，里面则是一层淋膜纸，如果所用材质不好或者加工工艺不过关，会产生有害物质。此外，有些生产厂家为了让杯子看起来更白，加入了大量的荧光增白剂，这也是潜在的致癌物质[1]。

　　而一次性塑料杯常常添加一些增塑剂，其中就含有很多有害物质，当用它们装热水时，有害物质就会稀释到水里，并且塑料杯身的内部微孔结构有很多孔隙，容易含污纳垢，清洗不净会导致滋发细菌。

　　Part B:原材料

　　原材料上来看，生产一次性纸杯的纸是由造纸木浆而来，而热饮的泡沫塑料杯则是从石油中提炼出来的碳氢化合物。木材虽然是一种可再生资源，但是在生产纸浆的过程中，需要对相关道路进行建设，还需要大量地砍伐树木，这些因素都会对大自然的环境产生不良的影响。特别是如果这些砍伐区域占据了一个分水岭的大部分面积的话，它会导致分水岭的最大溪流量增加，最小流量减少，导致该地区环境会变得不稳定，时而干旱，时而洪涝，严重影响当地人的生产生计。

　　而在石油的勘测和开采过程中，也会对当地的环境和生态系统产生影响，但是由于一口油井的面积有限，其对地表的影响也比同样多木材的森林覆盖面积小。所以，从原材料的环境负面影响上，同样数量的一次性纸杯比一次性塑料杯影响更广。

　　Part C:生产制造过程及能耗

　　纸杯是通过漂白纸浆制成的，并且在造纸过程中需要无机物的添加。刨开无法使用的树叶、树皮、树根等，木浆制浆的过程都会损失近半的质量。因此一个10.1 g成型的纸杯平均需要消耗33 g木材和4 g的残余燃料才能制备。如果一个纸杯需要一个塑料或者蜡质的涂层，那么会需要更多石油。并且硫酸盐制浆过程中，无机物的利用率很低，最终会导致每制备一个一次性纸杯产生不能回收利用的化学物质平均有1.8 g。

　　而就泡沫塑料杯来说，其所需材料仅为一次性纸杯的1/6，并且由于其合成过程中用到的是固体催化剂，这极大地提高了化学物质的利用率和转化率。每公吨（即吨）聚苯乙烯需要33公斤的化学物质的投入，每个杯子平均需要0.05g，相同质量的聚苯乙烯所用的化学物质仅为纸杯的3 %[2]；

　　在能耗上，因为每制造一个杯子，消耗的木质纸浆量是聚苯乙烯的6倍，因此，与泡沫塑料杯相比，纸杯的蒸汽消耗是其12倍，电力消耗是其36倍，冷却水量是其2倍。另外，制造纸杯过程所需纸浆产生污水量是制造泡沫塑料杯所需聚苯乙烯的580倍。污水中来自制造纸浆和漂白过程污染物的转移程度，由具体细节决定，但是除去金属盐以外的其他污染物，仍然是生成聚苯乙烯产生的污水中污染物的10到100倍。

　　Part D:降解与回收

　　一次性纸杯虽然是由纤维素组成的，可再生，但是，使用不溶于水的热塑性树脂或溶剂型胶黏剂将各部分粘合在一起的纸杯，在技术只能看作不可回收品，因为粘合树脂在再制浆过程不能被移除，而且如果纸杯的外面包裹了塑料薄膜或者石蜡来提高其使用性能，这也会阻碍对纤维的回收。而且纤维素的降解需要一定的温度、湿度，也就是说垃圾场的废弃纸杯不一定完全能被生物降解，特别是干旱地区。

　　因此，就一次性塑料杯而言，废弃一次性塑料杯的处理方法主要有以下三种：填埋法、焚烧法、循环再利用法[3]。

　　填埋法。此法虽然简单、成本低、无需任何设备，且由于其化学惰性，深埋后也不会对地表产生污染或者危害植被，可以以最快的速度解决其对环境的污染，但是这种方法不符合可持续发展的战略，而且会存在一些潜在的危害，故并不推崇。

　　填埋法（图片来源于网络）

　　焚烧法。此法可以将大量废弃的塑料杯燃烧过程中产生的热量转化成电能，实现了资源的利用，获得了经济效益，对劳动力昂贵的发达国家在经济上可取，但是焚烧的过程会产生大量的CO2等温室气体以及致癌性很强的多环芳香类物质。

　　循环再利用。此技术是解决能源资源短缺最有效的途径，虽然回收树脂在食品应用中有限制，但是这只是部分限制了回收塑料的途径之一，它们还可以用在包装材料、绝缘材料、浮选坯料、家具、排水管瓦等等场合。

　　近年来，塑料杯也在往可回收方向努力。不仅有可降解的聚乳酸（PLA）塑料杯，Biome Bioplastics公司还以桉树为原料,生产出一种生物塑料杯。据悉,这种新杯子由三个部分组成,杯子的表面覆盖生物塑料,内部为木质纸杯结构,杯盖也是由不同形式的生物塑料制成。据介绍，桉树材料制成的杯子是完全可回收的，经过测试，杯子放置在泥土里经过三个月的时间可以完全分解，这就意味着对这种杯子进行填埋处理也不会出现“白色污染”[4]。

　　总结

　　由上述分析可见，人们对一次性纸杯和一次性塑料杯的环保性一直以来都存在一定的误区，其实一次性纸杯并不见得比一次性塑料杯环保，尤其是一次性纸杯在制造过程中产生的大量耗能，是对资源和环境的一种极大的浪费，并且一次性纸杯也没想象中的那么容易降解，还有潜在的致癌隐患。

　　随着科学技术的发展，可能以后一次性生物塑料杯会逐渐取代一次性纸杯和一次性塑料杯。从大家的身体健康和资源的可持续发展考虑，我们应该尽可能少使用一次性制品的水杯，反之使用玻璃杯、无彩釉的陶瓷杯来代替，这两种材质的杯子不仅在烧制过程中不含有机的化学物质，而且表面光滑，容易清洗，细菌和污垢不容易在杯壁滋生。