廢紙基可生物降解農(nóng)用紙地膜生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

一、成果基本信息

二、成果簡介

開發(fā)全生物降解地膜是有效解決農(nóng)用塑料地膜鋪施帶來的“白色污染”與農(nóng)作物增產(chǎn)增收矛盾的有效途徑。纖維素基地膜能自動調(diào)節(jié)土壤內(nèi)外壓差、氧氣含量、溫度以及濕度，改善土壤微生物活性提高植株的存活率、生長速率以增加作物產(chǎn)量等，且其原料具有可再生性、生物降解性、環(huán)境無毒，已成為可降解地膜的研究熱點。

廢紙纖維含有纖維素61%、木素16%、半纖維素12%，其纖維素含量遠高于禾草類、木材類植物纖維 (～42%)，而木素、半纖維素的含量又遠低于植物纖維原料(木素：～22%；半纖維素：～28%)，是所有以植物纖維為原料制備可生物降解紙地膜能耗較低、技術(shù)路線較短的理想原料。

本技術(shù)借鑒天然高分子纖維素氫鍵的斷開機制，采用堿/尿溶液對廢紙纖維角質(zhì)化進行修復(fù)，修復(fù)紙漿采用濕法操造工藝制備所得裸紙地膜的撕裂、抗張、耐破指數(shù)分別提高277%、394%和98%；當施用1.5%濕強劑聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂(PAE)時，采用該工藝制備的紙地膜的撕裂、抗張和耐破指數(shù)分別為9.61 mN.m2.g?1、35.03 N.m.g?1和1.57 kPa；在實驗周期內(nèi)(35天)，最高可提升土壤溫度2.5 ℃，土埋降解率為11.94 %，生物降解周期為90～100天。

三、成果轉(zhuǎn)化預(yù)期：

社會效益：

(1) 廢紙目前的主要資源化途徑為回收造紙，但由于植物纖維反復(fù)經(jīng)歷潤濕-干燥操作發(fā)生角質(zhì)化現(xiàn)象，導(dǎo)致纖維回用造紙價值低，理論上纖維回用次數(shù)為6次，而實際僅為2.4次，使得廢紙最終仍將成為市政固廢；

(2) 廢紙占全球市政固廢的25-40%，該技術(shù)可解決廢紙的最終去向，實現(xiàn)廢紙 的真正“變廢為寶”。

(3) 從“限塑”到“禁塑”的國際大環(huán)境的要求；

(4) 廢紙基植物纖維地膜使用后可翻入土壤，通過土壤微生物的作用降解為土壤肥料，既提高土壤肥力又節(jié)省人工回收處理成本，且不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。

(5) 塑料地膜新標準GB/T13735-2017 要求地膜最小厚度不得小于10μm，而實際地膜合格率2021年大概是40%，2020年大概是20%，實際使用的主要是7-8μm為主，使得地膜回收困難。

(6) 國家一直在開展生物降解地膜的研發(fā)、推廣和應(yīng)用：2018年7月1日，《全生物降解農(nóng)用地面覆蓋薄膜》GB/T35795-2017國家標準發(fā)布實施；2019年5月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部&國家發(fā)展改革委&工業(yè)和信息化部&財政部&生態(tài)環(huán)境部&國家市場監(jiān)督管理總局六部門聯(lián)合發(fā)文《關(guān)于加快推進農(nóng)用地膜污染防治的意見》明確：完善可降解地膜評價認證和降解產(chǎn)物檢測評估體系，加強可降解地膜產(chǎn)品操作性、功能性、可控性等的農(nóng)田適宜性評價，在符合標準基礎(chǔ)上開展可降解地膜示范推廣；2020年4月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部&工業(yè)和信息化部&生態(tài)環(huán)境部&市場監(jiān)管總局四部門聯(lián)合發(fā)文《農(nóng)用薄膜管理辦法》鼓勵和支持生產(chǎn)、使用全生物降解農(nóng)用薄膜；

2021年2月，中央一號文件《中共中央 國務(wù)院關(guān)于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》特別提出要“加強可降解農(nóng)膜研發(fā)推廣”；2022年2月，生態(tài)環(huán)境部&農(nóng)業(yè)農(nóng)村部&住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 &水利部 &國家鄉(xiāng)村振興局五部門聯(lián)合印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅戰(zhàn)行動方案（2021—2025年）》：推進全生物可降解地膜有序替代，在不同類型區(qū)域建設(shè)試驗示范基地。

經(jīng)濟效益：

(1)目前，植物纖維地膜國內(nèi)成品單位及價格：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所的無紡布技術(shù)制備的麻地膜價格是塑料地膜的33000元/噸，浙江金昌特種紙股份有限公司生產(chǎn)的植物纖維紙地膜官網(wǎng)報價28000元/噸，塑料地膜22600元/噸(其中，新地膜13000元/噸 回收&清理費用：9600元/噸)，本技術(shù)的廢紙基紙地膜的價格約為12000-16000元/噸。

(2) 貴州甚至西南片區(qū)，暫無可生物降解植物纖維地膜生產(chǎn)企業(yè)。

(3) 目前，植物纖維地膜國內(nèi)研發(fā)比較成熟且產(chǎn)品推廣應(yīng)用單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院、中國國際科技促進會研制的 CXW-1草纖維農(nóng)用地膜、湖北枝城第一造紙廠、新疆和田地區(qū)農(nóng)科中心等；

特別聲明

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