1.本披露總體上涉及用于制造和銷售各種一次性和耐用產(chǎn)品的材料、工藝和系統(tǒng)，其中主要專注于不可再循環(huán)塑料(是指傳統(tǒng)的手工分選和機(jī)械再循環(huán)系統(tǒng))，這些塑料主要是合成的(一些可能包含生物組分)，所有這些塑料都可以在閉環(huán)回收系統(tǒng)中安全地生物同化并且轉(zhuǎn)化成一種或多種生物氣體。2.
背景技術(shù)：
所有產(chǎn)品，無論它們是一次性的、短期耐用的商品還是長期耐用的商品，都具有期望的壽命結(jié)束(deol)。換句話說，所有產(chǎn)品最終都達(dá)到其可用壽命的結(jié)束——并且在美利堅(jiān)合眾國，大多數(shù)產(chǎn)品終結(jié)于epa監(jiān)管的填埋場中。在本文中，deol被視為是從產(chǎn)品制造日期到產(chǎn)品在epa監(jiān)管的填埋場中處置之前最后一次使用的時(shí)間范圍，其中許多填埋場具有工程化的生物消化器環(huán)境，以從有機(jī)廢物中捕獲生物氣體并且將其發(fā)送至鄰近的生物氣體廠以進(jìn)行額外處理。當(dāng)前的方法和材料配方(formulae)不能正確地應(yīng)對deol和epa監(jiān)管的填埋場回收標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)產(chǎn)品作為廢物處置時(shí)，即使紙和纖維素制成的產(chǎn)品也可能在這方面失敗。可堆肥產(chǎn)品如大多數(shù)生物塑料被用來堆肥并且不丟棄在廢物流中。而且，在塑料中使用的大多數(shù)加速降解添加劑(生物降解或礦物降解)不具有針對epa填埋場的特定的、安全的降解特性。使問題進(jìn)一步復(fù)雜化的是，這些加速降解產(chǎn)品中的一些被錯(cuò)誤地標(biāo)記為可再循環(huán)，這既不符合聯(lián)邦、州(如加利福尼亞州)的法律，也不符合由聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)(ftc)、可持續(xù)塑料聯(lián)盟(spa)、美國塑料回收商(apr)、生物塑料研究所(bpi)等制定的標(biāo)準(zhǔn)和指南。不幸的是，降解添加劑供應(yīng)商及其塑料膜和塑料袋制造客戶對所使用添加劑的量應(yīng)用了猜測方法，該量通常作為整體一種或多種塑料原料的百分比。很明顯，由于與產(chǎn)品的deol相關(guān)的復(fù)雜性、以及1970年美國清潔空氣法案(u.s.clean?air?act)規(guī)定的防止在epa監(jiān)管的填埋場中釋放溫室氣體(ghg)(包括但不限于甲烷)的基本要求，沒有一體適用(one-size-fits-all)的添加劑或配方。在tandio等人的美國專利號(hào)9,617,397中揭示了一種使用礦物鹽、嘗試在壽命結(jié)束的基礎(chǔ)上計(jì)算用量的技術(shù)。然而，‘397tandio專利僅部分地解決了降解問題。‘397tandio專利中缺少了根據(jù)1970年授權(quán)的基于epa填埋標(biāo)準(zhǔn)的特定應(yīng)用、限制和降解持續(xù)時(shí)間。同樣地，‘397tandio專利僅部分地解決了傳統(tǒng)制造商、經(jīng)銷商和用戶方法，包括儲(chǔ)存、使用和其相關(guān)的時(shí)間范圍。由如epi公司和斯莫尼公司(symphony)等公司制造的可氧化降解材料除了由其基于鎘的技術(shù)管控的可能的大概時(shí)間范圍之外，沒有特定的deol考慮因素。這是提供一體適用的方法的嘗試。所提供的是塑料產(chǎn)品可以部分或完全降解的大體時(shí)間范圍，而沒有準(zhǔn)確考慮其deol或epa的填埋標(biāo)準(zhǔn)和復(fù)雜的環(huán)境。對于這一點(diǎn)，一個(gè)原因是已知它們的鎘添加劑降解劑作為通常短期的可氧化降解劑(少于3-4年)起作用，并且在較長的時(shí)間范圍內(nèi)具有不均勻、不可靠的結(jié)果。換句話說，對于較長的deol，鎘鹽的功能是不一致的，從而導(dǎo)致塑料的一些部分部分降解，其他部分產(chǎn)生完全降解，而還有其他部分不降解。這些含氧鹽和其他生物鹽或礦物鹽連同用于引發(fā)降解的酶添加劑的使用典型地在一體適用方法中采用，它們既不符合使用不可再循環(huán)塑料的大量細(xì)分市場的要求，也不符合epa監(jiān)管的填埋場的要求。重要的是還應(yīng)注意，正是在這些快速降解時(shí)間段期間，塑料劣化，產(chǎn)生微塑料碎片并釋放溫室氣體(ghg)。通常，在商業(yè)中，消費(fèi)者、用戶、零售商、塑料制造商、添加劑供應(yīng)商、和環(huán)保主義者以及填埋場經(jīng)營者之間的意見和判斷也存在嚴(yán)重脫節(jié)。重要的是應(yīng)注意，美國epa監(jiān)管的填埋場分成兩個(gè)類別。第一類，常規(guī)填埋場，其被覆蓋以嘗試停止降解并且同樣根據(jù)1970年清潔空氣法案授權(quán)阻止ghg的釋放；以及第二類，lmop填埋場，其在很大程度上阻止降解并且?guī)椭柚蛊涓采w層下ghg的過早釋放，然后鉆井以引發(fā)有機(jī)物質(zhì)的生物同化，從而產(chǎn)生生物氣體，這些生物氣體然后可以轉(zhuǎn)化成能源。雖然lmop填埋場占epa填埋場的約30％-35％，但它們往往位于人口較多的地區(qū)，并且比非lmop填埋場處理的垃圾多得多。商業(yè)上的脫節(jié)還包括在已建立的再循環(huán)系統(tǒng)中什么應(yīng)該或不應(yīng)該再循環(huán)。例如，返回超市的背心袋正被大型回收商積極再循環(huán)用于其他后續(xù)用途，這不是真正的閉環(huán)。類似地，攜帶沉積物的pet瓶已經(jīng)被積極地再循環(huán)了許多年。對于當(dāng)前未通過常規(guī)手段再循環(huán)的產(chǎn)品——稱為“不可再循環(huán)產(chǎn)品”，標(biāo)準(zhǔn)很少。在美國，在商業(yè)中使用的許多不可再循環(huán)塑料被細(xì)菌污染(常見于食品服務(wù)和餐館中)，被層壓到紙上(如冷凍產(chǎn)品包裝)，或與不同材料層壓在一起(即，用于零售產(chǎn)品的常見袋制造)。被細(xì)菌污染的大多數(shù)單次使用的一次性產(chǎn)品(如垃圾袋、食品容器和食品服務(wù)產(chǎn)品，如三明治包裝、容器等)被視為是不可再循環(huán)的。這樣的單次使用的一次性產(chǎn)品的deol將可能是6個(gè)月至2年，包括在它們甚至被消費(fèi)者使用之前、然后被消費(fèi)者使用、以及之后被置于垃圾中的時(shí)間段。雖然大多數(shù)單次使用的一次性產(chǎn)品在相對較短的時(shí)間范圍內(nèi)使用，但其他產(chǎn)品可能在經(jīng)銷商倉庫中儲(chǔ)存更長的時(shí)間段，或儲(chǔ)存在用戶的庫存中，因此2年的deol時(shí)間范圍可能更合適。deol還適用于包裝，如一次性塑料寵物食品袋、薯片袋和肉類包裝，其中deol最可能小于2年。畢竟，不管怎樣，裝納在其中的食品產(chǎn)品在更長的時(shí)間范圍內(nèi)很可能變質(zhì)。因此，大多數(shù)單次使用的膜產(chǎn)品要么被細(xì)菌污染(食品包裝)，要么具有化學(xué)污染(如水泥袋、建筑用膜等)，并且當(dāng)被扔到經(jīng)常使用的垃圾桶中時(shí)含有污垢和油。它們被視為是不可再循環(huán)的。然而，大多數(shù)單次使用的塑料背心袋被視為是可再循環(huán)的，并且可以被有效地再循環(huán)，這實(shí)際上是將塑料“降級循環(huán)”成強(qiáng)度和衛(wèi)生質(zhì)量較差的產(chǎn)品的形式。短期耐用商品通常具有2年至長達(dá)可能8-10年的deol。例如，家庭中使用的廉價(jià)可重復(fù)使用的食品容器和一些多層零售袋可能具有2至4年的deol。家庭周圍用于涂漆或園藝的廉價(jià)塑料實(shí)用桶可能具有5-7年的壽命期限。塑料實(shí)用防水布可以在室外維持長達(dá)5年，并且通常受到高度污染(油、樹木汁液、污垢、死蟲等)，并且因太陽或光暴露而劣化。這些耐用商品的deol可能在2-10年之間變化，這取決于厚度、阻滯劑(如防uv添加劑)、使用頻率和它們使用的地點(diǎn)(例如室內(nèi)或室外)。用于包裝和包裹各種食品和耐用商品(油漆、機(jī)油等)的多層袋和耐用膜最好可以具有至少5-8年的deol。這種類別的塑料產(chǎn)品不滿足當(dāng)今的再循環(huán)要求。長期耐用品可能具有10年至20年長的deol。這可以包括deol可能為10-15年的草坪椅，或者deol為15-20年的某些花園裝飾品所用的塑料。盡管高質(zhì)量的旨在重復(fù)使用若干年，但它們最終會(huì)失去其功能(記憶)，并且可能在大約5-10年后就不能再氣密地密封。超過25年左右的長期耐用合成材料可以包括塑料圍欄、管道和合成木材替代品，如木材、托盤和長椅。對于這樣的產(chǎn)品，將期望不具有deol。這些產(chǎn)品可以在廣泛使用之后再循環(huán)，其中其物理特性在與新聚合物一起重新制粒過程中得到部分恢復(fù)，并且之后再次重新用于新產(chǎn)品。應(yīng)注意，這些長期耐用品中的許多是用再循環(huán)塑料制成的，如雜貨袋。具有超過25年的長deol的另一組產(chǎn)品包括用于包封和保存古物(如硬幣、古董地毯和博物館文物)的遺產(chǎn)型膜和容器。這些遺產(chǎn)型物品通常儲(chǔ)存在室內(nèi)并且抵抗uv光或暴露于自然力(elements)?；谒鼈冊谌缣盥駡龅壬锵髦械恼＝到馓匦?，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)塑料(如聚乙烯、pet、bopp)以及其他合成材料估計(jì)可能具有100至150年的壽命。在可堆肥塑料的情況下，它們在工業(yè)堆肥設(shè)備中可能僅在90-180天內(nèi)就分解成更小的碎片。當(dāng)降解發(fā)生時(shí)，合成塑料和可堆肥塑料都不滿足epa?lmop填埋場要求，并且兩者都產(chǎn)生不想要的溫室氣體(甲烷、co2等)。顯然，掩埋在填埋場中的塑料物品的250年的壽命實(shí)際上使得溫室氣體在非常長的時(shí)間段內(nèi)緩慢釋放。與此形成鮮明對比的是，可堆肥塑料立即將溫室氣體釋放到環(huán)境中，并且可能影響epa?lmop填埋場中周圍垃圾中的ghg的過早降解和釋放。從環(huán)境角度來看，ghg的排放是氣候變化的主要原因，這兩種極端情況都是成問題的促成因素。環(huán)境保護(hù)署(epa)報(bào)告，在美國，溫室氣體產(chǎn)生的第三大制造源來自其填埋場。這是由主要以甲烷和co2的形式降解和釋放ghg的有機(jī)垃圾導(dǎo)致的，這些氣體通常被稱為填埋氣體(lfg)。為了防止氣體的過早釋放，epa填埋場隨著垃圾堆積，將epa填埋場分層覆蓋。然而，被丟棄并且到達(dá)露天填埋場上層的可生物降解產(chǎn)品可能立即引發(fā)降解，從而過早地釋放ghg。為了嘗試減少填埋場中溫室氣體的產(chǎn)生，epa于1994年啟動(dòng)了lmop計(jì)劃?？傊?，聯(lián)邦epa贊助填埋場經(jīng)營者安全地捕獲逸出的lfg溫室氣體，并且將它們轉(zhuǎn)化成電力、燃料或某種其他形式的能源。可以想象的是，他們甚至可以如未來所預(yù)期的那樣，使用機(jī)械將所述氣體直接轉(zhuǎn)化回原始塑料。ghg提取工藝是通過使用生物氣體提取器進(jìn)行的，如鉆lfg井，在填埋垃圾下方植入一系列管道，從而引發(fā)有機(jī)物質(zhì)的有氧生物同化。在約兩年之后，正降解的有機(jī)內(nèi)容物開始厭氧生物同化并且釋放lfg，而產(chǎn)生的甲烷氣體被捕獲且通過管道泵送到發(fā)電設(shè)施，或者可以被儲(chǔ)存以用作燃料，或被清潔并且轉(zhuǎn)化成可再生天然氣(rng)。這些井的生產(chǎn)期往往為約30年，因此普通的合成塑料對于lfg的捕獲和使用沒有幫助。促進(jìn)降解的材料主要是紙、木材、棉織物、食品材料等，這些材料在lmop填埋場的30年可用壽命期間降解。有趣的是應(yīng)注意，在lmop計(jì)劃開始時(shí)，來自填埋場的溫室氣體排放是第二大制造源。從1994年到2013年，2122個(gè)epa填埋場中的約30％+已轉(zhuǎn)變?yōu)閘mop填埋場，其中積極影響是散逸性填埋場氣體減少，并且因此成為第三大制造源。隨著所有epa填埋場捕獲lfg以將其轉(zhuǎn)化成某種形式的能源(或其他)的最終轉(zhuǎn)化，來自填埋場的lfg排放可能變成在未來幾年內(nèi)逸出到大氣中的微不足道的溫室氣體源，這是防止全球變暖的主要步驟。鉆lfg井正在變成填埋處理系統(tǒng)的優(yōu)選手段，因?yàn)樵摴に嚥粌H安全地捕獲ghg并且產(chǎn)生利潤，而且這樣的工藝幫助填埋場適當(dāng)?shù)爻两?，從而有望避免可能?dǎo)致塌方的滑動(dòng)。此外，一些一直在推廣使用排放ghg的可氧化降解材料的國家，現(xiàn)在正準(zhǔn)備未來將其填埋場轉(zhuǎn)變?yōu)槊绹鴏mop模式，并且將提取的ghg轉(zhuǎn)化成可用能源或rng。在美國填埋場和全世界許多其他填埋場中，填埋垃圾被重型設(shè)備推土機(jī)壓實(shí)。顯然，這是為了最小化空間要求并且同樣幫助避免其內(nèi)容物隨時(shí)間滑動(dòng)。水、侵蝕和其他陸地運(yùn)動(dòng)因素可能促成滑坡，如果填埋場在人口居住地區(qū)或河流附近，則可能具有破壞性后果。壓實(shí)的垃圾定期用塑料片材覆蓋，這顯著地防止空氣和水分接觸到垃圾，并且有助于防止填埋垃圾的上層過早降解以及ghg的不期望釋放。填埋場經(jīng)營者想要按照1970年清潔空氣法案下epa授權(quán)防止所有降解，并且使內(nèi)容物僅在鉆lfg井之后才安全地降解。然而，覆蓋實(shí)踐所產(chǎn)生的一個(gè)顯著問題是，上層中已經(jīng)開始過早降解的垃圾也被覆蓋。然后將更多垃圾填充在第一覆蓋層的頂上，壓實(shí)，并且然后再次覆蓋，如此反復(fù)多個(gè)層(持續(xù)若干年)，所有這些層都可能具有一些過早降解的垃圾。在此過程中，并且在來自某些塑料產(chǎn)品的有氧和厭氧消化(即，來自astm?d5511塑料產(chǎn)品、以及可能的可氧化降解材料和酶促降解材料的快速降解)的幫助下，正迫使ghg過早地側(cè)向釋放。換句話說，來自因垃圾的過早降解所產(chǎn)生的覆蓋層下lfg氣體的壓力迫使ghg側(cè)向逸出，從而污染相鄰?fù)恋夭⑶胰缓笙蛏线M(jìn)入大氣。在lmop填埋場中，存在三種潛在的(且主要的)ghg過早釋放的方式，以避免安全捕獲。第一，在填埋場重新填充垃圾并再次覆蓋之前，上表面附近的垃圾(但不是大多數(shù)塑料)可能在每個(gè)壓實(shí)且覆蓋的層中引發(fā)降解。必須注意，lmop填埋場中垃圾的覆蓋和分層持續(xù)多年。典型地，直到垃圾在第一覆蓋的下層中沉積四年之后才可以鉆lfg井。已經(jīng)引發(fā)降解的表面垃圾由大部分有機(jī)物質(zhì)和可堆肥材料(包括生物塑料等)、紙產(chǎn)品、食品材料和食品殘留物和水分等組成，并且過早地釋放ghg。第二，如果將厭氧劑與沉積在垃圾流中的塑料材料共混，則這樣的試劑也可以引發(fā)過早降解，從而釋放溫室氣體。所述厭氧添加劑的實(shí)例是neo?plastics(艾帕克公司(aripack))，據(jù)報(bào)道該厭氧添加劑在到達(dá)填埋場時(shí)開始厭氧降解，這導(dǎo)致ghg的過早釋放。過早降解還導(dǎo)致稍后在lmop填埋場生物氣體產(chǎn)生過程中較低的期望甲烷產(chǎn)量。第三，與合成塑料共混的不穩(wěn)定的可氧化降解添加劑也可能導(dǎo)致過早降解和溫室氣體的過早釋放。這些降解意味著，連同其他使用較少的降解加速劑一起導(dǎo)致ghg通過相鄰?fù)恋貍?cè)向逸出。一旦降解開始，也可能發(fā)生降解至其他材料的遷移，這些材料原本不會(huì)在覆蓋環(huán)境中引發(fā)過早降解。這三個(gè)導(dǎo)致ghg的過早釋放的常見填埋條件追求愚蠢的假定要求，即所有材料都必須快速地變得可生物降解。填埋場中各種有機(jī)材料和合成材料以及塑料的降解的另一結(jié)果是毒素的潛在釋放。例如，可堆肥塑料主要由遺傳修飾的(gm)物質(zhì)制成，并且包括遺傳修飾的有機(jī)體(gmo)。一些衛(wèi)生組織認(rèn)為這些是癌癥的促成因素。可堆肥塑料還含有“基因除草劑”，除了報(bào)道它們導(dǎo)致流域污染、土壤污染并且促成超級雜草的產(chǎn)生之外，這些基因除草劑在很大程度上具有未知的影響。gm玉米秸稈也可能被商業(yè)有害生物劑污染或用污染的水灌溉。可氧化降解的添加劑和厭氧添加劑同樣可能含有重金屬如鎘，這些重金屬在較高濃度下被認(rèn)為是高度有毒的。最后，印刷油墨具有一定程度的毒性，即使在基于水的情況下。一般來說，紙產(chǎn)品比塑料產(chǎn)品使用更多的油墨，從而導(dǎo)致降解內(nèi)容物更大的毒性，并且最終會(huì)連同散逸性ghg一起進(jìn)入土壤和可能地空氣中。不管填埋場中釋放的潛在毒素的來源如何，都期望將其影響最小化。尋求減少這些問題的公司的一個(gè)實(shí)例是ecm生物膜公司(ecm?biofilms)。據(jù)報(bào)道，用其ecm色母粒(masterbatch?pellet)制作的塑料產(chǎn)品將在一年后開始的時(shí)間范圍內(nèi)在“生物活性”環(huán)境(如可能在填埋場中發(fā)生)中進(jìn)行生物降解。這樣的產(chǎn)品可能會(huì)由于有氧消化和厭氧消化而降解，并且在與其他降解內(nèi)容物緊密接觸時(shí)可能促進(jìn)降解。不幸的是，這意味著填埋場中無法控制添加劑，因?yàn)橹辽侔l(fā)生一些早期生物降解，尤其是在上層中。因此，這種方法還促進(jìn)了過早降解和ghg的過早釋放。這進(jìn)一步促進(jìn)了附近內(nèi)容物的早期降解，這些內(nèi)容物原本將保持休眠直到鉆lfg井。由于沒有考慮到基于產(chǎn)品使用、儲(chǔ)存等的deol，也沒有考慮到在epa?lmop監(jiān)管的填埋場中鉆lfg井之前的四年時(shí)間段(除了可能在最終的最后一層之外)的情況下，這種方法促進(jìn)過早降解和散逸性ghg的釋放，同時(shí)對隨后提取期望生物氣體的貢獻(xiàn)極小(如果有的話)。美國填埋場中沉積的各種塑料材料具有降解特性、壽命期限、污染問題和毒性的大雜燴。除了由apr列出的這些標(biāo)準(zhǔn)之外，塑料行業(yè)對于不可再循環(huán)塑料所采用的標(biāo)準(zhǔn)幾乎沒有一致性，很少制造商能夠應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)。更糟糕的是，沒有考慮在超過一百個(gè)主要細(xì)分市場中銷售和使用的塑料產(chǎn)品的降解特性?？赡軙?huì)考慮到塑料產(chǎn)品在各種細(xì)分市場中的耐久性和性能，但是沒有考慮在填埋場(主要是us?epa監(jiān)管的lmop填埋場)中處置的產(chǎn)品的安全降解。自1970年美國頒布清潔空氣法案以及1994年開始實(shí)施lmop以來，顯而易見的是，許多善意的實(shí)體一直在追求(在很多情況下錯(cuò)誤地)降解問題，這些降解問題實(shí)際上增加了ghg的釋放而非防止釋放，并且增加了毒素的釋放而非減少毒素。過多的技術(shù)最多只能部分解決ghg和毒素問題。許多添加劑、各種類型的塑料、以及許多細(xì)分市場中的性能要求只會(huì)使如由epa授權(quán)的在填埋場中安全捕獲溫室氣體的問題復(fù)雜化?？梢岳斫獾氖牵谇鍧嵖諝夥ò竿ㄟ^50年之后以及在建立lmop回收系統(tǒng)25年之后，當(dāng)前方法是不充分的，并且有時(shí)是危險(xiǎn)的，甚至弄巧成拙，其中包括可堆肥物和生物塑料。公眾對知曉做什么和買什么的知識(shí)的缺乏增添了誤導(dǎo)方法的影響。消費(fèi)者最多只會(huì)接觸到關(guān)于各種類型的可降解技術(shù)對環(huán)境的真正影響的不完整情形，更不用說填埋場中實(shí)際發(fā)生的情況。事實(shí)上，可降解塑料供應(yīng)商和制造商完全避免了lfg應(yīng)用和過早的溫室氣體問題。在大多數(shù)情況下，他們不知道填埋場中發(fā)生了什么，更不用說epa或epa?lmop填埋場。這些問題(issue/problem)是epa填埋場經(jīng)營者、聯(lián)邦和州政府和人類長期高度關(guān)注的問題。在epa?lmop填埋場中產(chǎn)生的問題的核心顯然是塑料行業(yè)和環(huán)保主義者執(zhí)著于讓塑料快速降解，這在填埋場中顯然是不期望的。另一個(gè)巨大的問題是由于塑料行業(yè)沒有考慮復(fù)雜的lmop填埋工程。塑料科學(xué)家鮮少具有在填埋環(huán)境(lmop或其他環(huán)境)中的背景。如果他們有背景，則這樣的背景往往是不完整的。他們不考慮前四年的壓實(shí)和覆蓋以及隨后兩年的有氧消化。執(zhí)著于將塑料“還原為泥土”是錯(cuò)誤的概念。美國的大多數(shù)塑料來自天然氣原料——不同于生物塑料(在泥土中生長)，并且為什么它應(yīng)該變成“泥土”而不是用于產(chǎn)生能源或更好地rng的有價(jià)值生物氣體。為了在合成塑料上具有真正的閉環(huán)，生物同化應(yīng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化回天然氣。換句話說，可再生天然氣(rng)是生物同化過程的期望最終產(chǎn)品。所有其他再循環(huán)的嘗試最多不過是降級循環(huán)成其他質(zhì)量較差的塑料產(chǎn)品。具有deol情形的塑料將在全世界對填埋運(yùn)營商、制造商、用戶和消費(fèi)者來說都具有價(jià)值，該塑料克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的眾多問題，并且隨后在生物消化器環(huán)境(如lmop填埋場)中及時(shí)可控地降解以防止ghg的過早釋放，并且隨后被lfg型井捕獲并且有利可圖地轉(zhuǎn)化成生物氣體和rng。使用滿足epa的lmop填埋要求的基本生物同化指南專門配制的具有標(biāo)準(zhǔn)化特性的材料是高度期望的，因?yàn)樵谄渲刑幹玫睦晦D(zhuǎn)化為能源，防止ghg的過早釋放并且留下最少的有毒殘余物。此外，使用這種方法的塑料將與當(dāng)今的再循環(huán)目標(biāo)一致，因?yàn)樽罱K進(jìn)入填埋場的產(chǎn)品被認(rèn)為以某種方式或另一方式污染或不可再循環(huán)的。當(dāng)在lmop填埋場的壽命期間安全地進(jìn)行生物同化時(shí)，最終結(jié)果是緊湊、穩(wěn)定的填埋場，土壤中含有很少或沒有殘余礦物或毒素。此外，并入這樣的塑料的提議可以產(chǎn)生真正的閉環(huán)回收系統(tǒng)，以滿足制造商、用戶和消費(fèi)者的要求，并且可以通過合適的astm測試、以及ngo或政府監(jiān)管鏈進(jìn)行驗(yàn)證，來驗(yàn)證其無毒性的聲明，并且滿足epa?lmop要求。

背景技術(shù)

0、背景

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的實(shí)施例克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題中的一個(gè)或多個(gè)，并且有效地解決了具有一次性塑料的填埋場中長期存在的、相當(dāng)嚴(yán)重的問題。此外，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的實(shí)施例成本有效地實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，使用了現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，并且具有明顯的健康和環(huán)境益處。直到鉆lfg井之后才產(chǎn)生很少或不產(chǎn)生包括co2和甲烷氣體的填埋場ghg，而塑料材料的降解可以開始——并且所得生物氣體可以被安全地捕獲并且轉(zhuǎn)化為能源或rng。根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的塑料材料在填埋場中的生物同化的最終結(jié)果是可以被安全捕獲的生物氣體、少量水蒸氣、以及返回地球的生物質(zhì)。這是真正的碳中性閉環(huán)——以天然氣開始的合成塑料可以轉(zhuǎn)變回可再生天然氣而幾乎沒有損失，可能沒有損失。

2、利用根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的實(shí)施例的最佳環(huán)境是在epa?lmop填埋場中，當(dāng)結(jié)合本文描述的實(shí)施例使用時(shí)，這些填埋場理想地適合于閉環(huán)系統(tǒng)。在不具有l(wèi)fg轉(zhuǎn)能源的系統(tǒng)的填埋場中，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的實(shí)施例并且以定時(shí)炸彈效應(yīng)保持休眠，直到填埋場可以被轉(zhuǎn)化以加工lfg之時(shí)，如在美國的epa?lmop填埋場中。

3、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的實(shí)施例主要用于一次性塑料產(chǎn)品，這些一次性塑料產(chǎn)品不是常規(guī)再循環(huán)系統(tǒng)的候選物。這樣的實(shí)施例對于在給定區(qū)域(例如，在加利福尼亞州的大部分區(qū)域)中再循環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施不足的塑料也是理想的。換句話說，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的實(shí)施例是用于將進(jìn)入填埋場的不可再循環(huán)塑料產(chǎn)品，包括單次使用的一次性用品以及短期耐用品和長期耐用品。本文披露的實(shí)施例還旨在將這些產(chǎn)品的點(diǎn)連接起來以具有良好的環(huán)境質(zhì)量并且滿足美國epa?lmop填埋標(biāo)準(zhǔn)。本文描述的解決方案將使用新興技術(shù)產(chǎn)生獨(dú)特解決方案的技術(shù)與良好的、明確的長期環(huán)境結(jié)果優(yōu)選地在真正的閉環(huán)中結(jié)合，這些新興技術(shù)通過人類、社會(huì)和商業(yè)產(chǎn)生相互關(guān)連的主線。本文披露的解決方案還利用工業(yè)藝術(shù)、工程學(xué)和應(yīng)用科學(xué)來產(chǎn)生滿足現(xiàn)有和預(yù)期的聯(lián)邦、州和市法律并且完全符合epa、ftc、apr、spc等的目標(biāo)的實(shí)際解決方案。

4、在此過程中，本文揭示的填埋安全技術(shù)提供了確定材料(最重要的是塑料)的合適壽命結(jié)束(deol)的方法，這些方法同樣符合優(yōu)選的epa?lmop填埋場生物同化要求。本文披露的實(shí)施例還進(jìn)一步提供了系統(tǒng)和工藝，這些系統(tǒng)和工藝使用針對特定產(chǎn)品的定義用途定制的無毒添加劑、分子改性和共混方法，并且同樣符合epa填埋場中所闡述的期望標(biāo)準(zhǔn)。本文披露的系統(tǒng)和工藝還可以包括使用整合到樹脂制造工藝中的添加劑和分子改性方法和系統(tǒng)。

5、本文披露的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例：1)使用當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)來正確地指定產(chǎn)品的近似deol；2)通常基于已建立的時(shí)間驅(qū)動(dòng)的可用性標(biāo)準(zhǔn)(單次使用、短期和長期耐用品)；以及3)具有預(yù)定的目標(biāo)，以在deol到期之后至少4-5年的時(shí)段內(nèi)不允許或引發(fā)任何形式的降解，從而防止ghg的過早釋放；以及4)只有在本發(fā)明產(chǎn)品已經(jīng)被沉積并覆蓋在填埋場中并且已經(jīng)鉆lfg井之后，才能在epa填埋場中發(fā)現(xiàn)的常見微生物的影響下開始生物同化；以及5)在被覆蓋且鉆過lfg井的填埋場的填埋場壽命(優(yōu)選地最多25-30年)到期時(shí)或到期之前發(fā)生基本上完全生物同化，幾乎沒有留下基于塑料的材料的痕跡，同時(shí)還在最終的生物同化環(huán)境中產(chǎn)生可收集的生物氣體。通過這樣做，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的塑料產(chǎn)品避免了產(chǎn)生ghg，直到在生物消化器環(huán)境中開始生物同化之后，并且有助于生物氣體的產(chǎn)生，這些生物氣體用于在附近發(fā)電(或燃料轉(zhuǎn)化)設(shè)施或者rng轉(zhuǎn)化設(shè)施中產(chǎn)生能源。另外，在塑料生物同化過程期間產(chǎn)生的生物質(zhì)和水變成土壤中無毒、無風(fēng)險(xiǎn)的組分。

6、根據(jù)本發(fā)明的原理，使用如由本文描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例所描述的系統(tǒng)、工藝和材料的優(yōu)選結(jié)果可以包括一種或多種無毒生物鹽或礦物鹽、或有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)的使用，如可以優(yōu)選地引用的。另外或作為其替代方案，這樣的系統(tǒng)、工藝和材料可以包括在樹脂裂化工藝期間使用分子改性和嵌入的添加劑。摻入塑料材料中的添加劑同樣應(yīng)該滿足rohs、tri和dtsc毒性標(biāo)準(zhǔn)。還優(yōu)選的是包括符合州和聯(lián)邦法律的產(chǎn)品標(biāo)記用于消費(fèi)者，如例如由加利福尼亞州要求的請勿回收通知。還期望塑料制造商和供應(yīng)商具有在特定astm指南下進(jìn)行的測試程序。還期望具有由國家機(jī)構(gòu)或ngo組織實(shí)施的核查系統(tǒng)，以便持續(xù)合規(guī)。此外，期望建立新astm標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)并入現(xiàn)有測試方法的使用以驗(yàn)證關(guān)于整體非降解和隨后生物同化時(shí)間線的各個(gè)階段，這些階段滿足epa?lmop要求和可選地農(nóng)業(yè)有機(jī)生物氣體廠的要求。

7、不同于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的實(shí)施例的關(guān)鍵方面允許大自然在lmop填埋場中完成其工作。通過本文披露的且根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的實(shí)施例減慢、甚至推遲塑料材料的生物同化的能力來消除現(xiàn)有技術(shù)對快速降解的執(zhí)著，使得它可以安全地轉(zhuǎn)化成生物氣體以及能源或rng。對于無毒的生物鹽和礦物鹽(有機(jī)和無機(jī)物質(zhì))添加劑，關(guān)鍵在于使用總體上均勻分布的嵌入量，優(yōu)選地具有總體上較小的粒度，這些配方與epa?lmop填埋場的工程條件相匹配。重要的是還應(yīng)注意，所引入以用于epa?lmop填埋場中的配方概念可以針對其他塑料產(chǎn)品(例如，農(nóng)業(yè)膜)進(jìn)行調(diào)整，以滿足用于農(nóng)場、乳制品運(yùn)營、甚至廢棄食品消化器中的生物消化器的工程要求。

8、整體上，現(xiàn)有的化石燃料塑料行業(yè)無法“將這些點(diǎn)連接起來”是令人驚訝的——并且由以下清楚地證實(shí)：其執(zhí)著于快速降解在某種程度上對地球有益，以及其對只不過是骯臟的、細(xì)菌遍布的降級循環(huán)操作的再循環(huán)技術(shù)的追求。由于毒性問題，在加利福尼亞州已經(jīng)禁止替代方法，例如熱解和化學(xué)再循環(huán)。在該行業(yè)中，它被視為用于將“舊塑料”轉(zhuǎn)化成如丙烷等昂貴氣體的昂貴方法。為什么？形成鮮明對比的是，本披露解釋了用于將塑料直接自然且廉價(jià)地轉(zhuǎn)化回其原始的、通用原料天然氣的系統(tǒng)、工藝和材料，該原料天然氣可以永遠(yuǎn)地再生為rng。所有這些都是使用現(xiàn)有的廢物管理基礎(chǔ)設(shè)施來完成的，沒有任何健康或安全問題。

9、本文披露的實(shí)施例可以支持以下目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)，但不限于：

10、1.系統(tǒng)，其用于對塑料產(chǎn)品的特性進(jìn)行改性以在epa?lmop填埋場中安全地生物同化。

11、2.塑料降解系統(tǒng)，當(dāng)在填埋場中處置時(shí)該塑料降解系統(tǒng)不會(huì)過早釋放溫室氣體。

12、3.塑料降解系統(tǒng)，其在lfg井填埋場中被沉積、壓實(shí)及覆蓋至少四年之后，在lfg填埋場中引發(fā)生物同化。

13、4.系統(tǒng)，其在30年的lfg填埋場壽命之前對塑料進(jìn)行完全生物同化。

14、5.用于制造塑料和塑料產(chǎn)品的系統(tǒng)和工藝，這些塑料和塑料產(chǎn)品在被沉積后的未來時(shí)間范圍(例如四年)開始在lfg井中進(jìn)行生物同化，而在填埋場的壽命結(jié)束時(shí)(例如30年后)，它被完全生物同化。

15、6.用于制造可降解塑料產(chǎn)品的系統(tǒng)，這些可降解塑料產(chǎn)品原本在常規(guī)再循環(huán)流中將被視為污染物。

16、7.系統(tǒng)，其用于基于例如以下各項(xiàng)之一的傳統(tǒng)因素來確定近似deol：a)單次使用的一次性產(chǎn)品；b)短期耐用產(chǎn)品；以及c)長期耐用產(chǎn)品。

17、8.系統(tǒng)，其用于基于環(huán)境因素(例如在寒冷和非常炎熱的地區(qū))確定deol。

18、9.必要配方，其用于在塑料中使用生物添加劑和/或礦物添加劑物質(zhì)來制造塑料以產(chǎn)生期望的生物同化特性。

19、10.填埋安全配方，其滿足epa、fda、ftc、apr、spa，以及特定地區(qū)、州或國家的所有其他相關(guān)法律和機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

20、11.用于產(chǎn)生如本文所列舉的塑料材料的填埋安全配方和相關(guān)工藝。

21、12.用于通過將塑料材料共混來制造塑料的工藝，該工藝產(chǎn)生滿足填埋場目標(biāo)的生物同化特性。

22、13.用于通過分子改性來制造塑料的工藝，該工藝產(chǎn)生如本文所列舉的期望生物同化特性。

23、14.工藝，其用于使用擴(kuò)鏈劑來制造塑料，以延長屬于本發(fā)明的產(chǎn)品的期望壽命，以在填埋場中安全地處置。

24、15.用于以共混部分使用生物添加劑和礦物添加劑來制造塑料產(chǎn)品的工藝，這些生物添加劑和礦物添加劑被視為在用于塑料產(chǎn)品中時(shí)是無毒的且隨后在鉆lfg井之后引發(fā)碎片化和隨后的生物同化。

25、16.工藝，其用于使用以下礦物中的一種或多種作為添加劑或共混部分來制造塑料，以滿足本發(fā)明的生物同化要求，這些礦物不限于：a)鈷；b)鐵；c)鎘；d)鈣；e)鎂；f)氧化鈣；g)碳酸鈣；以及h)其硬脂酸鹽變體。

26、17.工藝，其用于使用淀粉或任何數(shù)量的有機(jī)物質(zhì)(生長的作物、提取物、廢物等)作為添加劑或共混部分來制造塑料和塑料產(chǎn)品，以引發(fā)、促成生物同化或提供食物來輔助生物同化，以滿足期望的時(shí)間范圍，這些有機(jī)物質(zhì)例如但不限于：a)木薯淀粉；b)鱷梨(和/或其種子)；c)甜菜；d)高粱；e)馬鈴薯；f)龍舌蘭；以及g)玉米。

27、18.工藝，其用于使用以下生物聚合物中的一種或多種作為添加劑或共混部分來制造塑料，以滿足本發(fā)明的生物同化要求，這些生物聚合物例如但不限于：a)殼多糖；b)殼聚糖；或c)商業(yè)制造的生物聚合物，例如ecoplastm和ingeotm塑料。

28、19.用于通過以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合來制造塑料的工藝：將材料共混、引入添加劑、以及物理地改性分子結(jié)構(gòu)，使得它具有如本文所列舉的時(shí)間敏感的生物同化特性。

29、20.塑料，其被配制為轉(zhuǎn)化成生物氣體。

30、21.塑料，其被配制為抵抗生物降解并且在生物消化器環(huán)境中通過生物同化來促進(jìn)轉(zhuǎn)化成生物氣體。

31、22.根據(jù)本文所列舉的工藝和方法制作的塑料產(chǎn)品，該塑料產(chǎn)品抑制早期降解以及如二氧化碳和甲烷等一種或多種ghg的釋放，直到鉆lfg井并且生物同化開始之后。

32、23.根據(jù)本文所列舉的工藝和方法降解的塑料產(chǎn)品，該塑料產(chǎn)品一直到前4年都抑制如二氧化碳和甲烷等一種或多種ghg的釋放，這幫助防止相鄰填埋場內(nèi)容物的過早降解。

33、24.根據(jù)本文列舉的工藝和方法降解的塑料產(chǎn)品，該塑料產(chǎn)品在lmop井的壽命結(jié)束之前的最后幾年中幫助改進(jìn)填埋場內(nèi)容物的生物同化，從而提高生物氣體生產(chǎn)利潤率。

34、25.根據(jù)本文所列舉的工藝和方法降解的塑料產(chǎn)品，該塑料產(chǎn)品在沉積之后至少4年開始生物同化，并且之后在不超過30年完全轉(zhuǎn)化成生物氣體。

35、26.塑料產(chǎn)品，其根據(jù)本文所列舉的工藝和方法降解并且符合epa?lmop標(biāo)準(zhǔn)，如在未來可以改變的。

36、27.方法，其用于驗(yàn)證材料的降解和生物同化(或生物氣體轉(zhuǎn)化)，使得其符合給定政府或公共機(jī)構(gòu)的法律標(biāo)準(zhǔn)，例如記錄保存。

37、28.方法，其用于驗(yàn)證材料是否根據(jù)填埋場的標(biāo)準(zhǔn)安全地降解，使得所得lfg可以被安全地捕獲，例如astm測試。

38、29.方法，其用于驗(yàn)證材料是否根據(jù)填埋場的標(biāo)準(zhǔn)安全地降解以及所得lfg是否可以被安全地捕獲并且在lfg轉(zhuǎn)能源的填埋場中轉(zhuǎn)化成生物氣體。

39、30.方法，其用于驗(yàn)證材料的降解是否不留下或留下可忽略不計(jì)的tri和dtsc列表上可接受的有毒物質(zhì)，例如，rohs測試。

40、31.方法，其用于驗(yàn)證如本文援引的塑料的降解是否基于普遍接受的astm指南。

41、32.合規(guī)性系統(tǒng)，其驗(yàn)證用于制作屬于本發(fā)明的填埋安全技術(shù)的產(chǎn)品的原料、添加劑和塑料的制造商的合規(guī)性。

42、33.在本文所列舉的該列表上的使用一組選擇的催化劑添加劑的任何一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目，但不限于此。

43、34.通過熱解配制的獨(dú)特催化劑，包括氧化鈣等。

44、此外，本技術(shù)的目的是展示優(yōu)選的方法、工藝、配方和塑料組合物，并且廣義地陳述本發(fā)明可以有效地應(yīng)用于各種行業(yè)中的各種方式。

45、上文總結(jié)的所有實(shí)施例旨在處于本文披露的一個(gè)或多個(gè)發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，盡管本文討論了某些實(shí)施例，但僅所附權(quán)利要求(而不是本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
)旨在限定本發(fā)明。根據(jù)參考附圖對優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的總結(jié)實(shí)施例以及其他實(shí)施例和方面將變得對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見，本發(fā)明不限于所披露的一個(gè)或多個(gè)任何特定實(shí)施例。