傳統(tǒng)塑料的廢棄物一般通過(guò)堆積填埋的方法進(jìn)行處理，該方法產(chǎn)生的滲濾液和溫室氣體不僅會(huì)對(duì)土壤造成污染，還會(huì)加重溫室效應(yīng)。而生物可降解塑料在不同環(huán)境條件下( 如堆肥、 土壤和水生系統(tǒng)) ，均有生物降解的可能性，其中，堆肥和土壤降解由于具有微生物多樣性而得到了廣泛應(yīng)用。     1.土壤降解
     由于塑料廢棄物廣泛地分布在土壤環(huán)境中，因此，還需要對(duì)塑料廢棄物在該環(huán)境中的變化及影響進(jìn)行研究。在土壤環(huán)境中，含有大量的微生物且其種類(lèi)具有多樣性，使塑料的生物降解比在其他環(huán)境中更加可行。
     為提高生物塑料的降解效果，科研人員研究了各種生物可降解材料在土壤中的降解情況。Wei等研究了馬鈴薯皮廢渣纖維(PPW-FR)/PHB共混生物復(fù)合材料在土壤中的生物可降解性，結(jié)果表明，與純PHB相比，當(dāng)共混生物復(fù)合材料中的PPW-FR達(dá)到50%時(shí)，該共混材料僅需要8個(gè)月就能完全降解。進(jìn)一步研究表明，PPW-FR降低了PHB的結(jié)晶度，提高了該材料的降解速率。
     Harmaen等將空果串(EFB)纖維加入PLA，將得到的共混材料在土壤中降解2周發(fā)現(xiàn)，在相同條件下，其比純PLA的降解速率提高了15%。EFB纖維的纖維素含量越高，吸水率越高，對(duì)材料的生物降解速率具有協(xié)同作用。
     研究人員在地中海地區(qū)，同時(shí)對(duì)純PLA及PLA/EFB共混生物復(fù)合材料進(jìn)行了為期11個(gè)月的土壤生物降解研究。結(jié)果表明，雖然PLA/EFB最終被完全降解，但是其生物降解過(guò)程非常緩慢。因此，該材料需要較高的溫度和較長(zhǎng)時(shí)間才能被完全降解。
     有研究表明，土壤環(huán)境的pH不同，材料的生物降解效果也不同。Boyandin等研究表明，PHA薄膜在越南及和樂(lè)地區(qū)的土壤環(huán)境中的降解率超過(guò)98%，而相同時(shí)間內(nèi)，其在越南大壩白地區(qū)的土壤環(huán)境中的降解率僅為47%。而這2個(gè)地區(qū)土壤的pH值分別為6.63、5.48，這表明不同土壤的pH值影響了微生物活性及微生物分泌的降解酶，從而影響了PHA的降解速率。
     將某些易被降解的材料加入純生物塑料中，制得共混生物復(fù)合塑料，能夠提高生物塑料在土壤條件下的生物降解性，但是，生物塑料對(duì)降解條件的要求較高。并且，PH值也是影響生物材料在土壤條件下，生物降解效果的因素。     2.水生系統(tǒng)降解
     在水生系統(tǒng)中，同樣存在塑料廢棄物大量堆積情況。塑料廢棄物不但會(huì)對(duì)水生系統(tǒng)造成污染，還會(huì)對(duì)水生動(dòng)植物產(chǎn)生不利影響。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)人員對(duì)生物塑料在水生系統(tǒng)中的生物降解情況進(jìn)行了大量研究。
     01
     Tosin等研究了6種不同棲息地掩埋的生物塑料降解情況。結(jié)果表明，相對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化環(huán)境，生物塑料在海洋中上層的降解效果更為明顯; 并且，在水－沙界面處，生物塑料降解速率最高，這是由于，水－沙界面的環(huán)境條件有利于降解塑料微生物的生長(zhǎng)。
     02
     Thellen等在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)海水中，比較了3－羥基戊酸酯和3－羥基丁酸酯的共聚物(PHBV)與PHB的降解情況，結(jié)果表明，PHBV和PHB在動(dòng)態(tài)條件下的失重率均低于靜態(tài)條件。這是由于動(dòng)態(tài)條件下，海水中微生物養(yǎng)分供應(yīng)不充足和海水溫度變化導(dǎo)致的; 此外，實(shí)驗(yàn)還研究了沉積物的添加對(duì)塑料降解效率的影響，研究表明，沉積物對(duì)塑料的降解效果具有較好的促進(jìn)作用。
     03
     Volova等研究了海水溫度對(duì)塑料生物降解情況的影響，結(jié)果表明，在1999年和2000年的不同時(shí)期，由于氣候溫度的變化，PHA薄膜的生物降解速率不同。另外，在海水中，不同的微生物在對(duì)生物塑料的降解過(guò)程中均發(fā)揮了重要的作用。
     雖然環(huán)境因素和生物塑料形態(tài)對(duì)生物塑料的降解機(jī)理不同，但是均會(huì)影響生物塑料在水生系統(tǒng)中的降解效果。例如，環(huán)境因素主要是通過(guò)相應(yīng)的微生物產(chǎn)生的生物塑料降解酶，影響生物塑料的降解性；生物塑料的形狀則是通過(guò)改變生物塑料在海水中附著的微生物數(shù)量影響生物塑料的降解性。
     3.堆肥降解
     堆肥降解技術(shù)是有機(jī)廢物資源化和有機(jī)固體廢物處理的有效方法。其主要通過(guò)細(xì)菌、真菌和放線菌作用于生物可降解塑料，并將其轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程。該技術(shù)可以直觀地反映塑料在自然條件下的降解情況，已逐漸成為評(píng)價(jià)塑料可生物降解性能的主要方法。
將堆肥作為微生物群落，使其對(duì)不同生物可降解材料進(jìn)行生物降解，是近年來(lái)廣泛研究的課題。
     生物可降解材料的降解效果通常采用其降解的失重率表 示。在純生物塑料中加入易被降解的材料，制備得到了共混生物復(fù)合材料，能提高生物塑料在堆肥條件下的生物降解性。
    Anstey等利用堆肥法對(duì)聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 進(jìn)行降解，研究表明，純PBS經(jīng)100 d的堆肥降解率為24%；而將含有可溶性糖的豆粕粉末添加到PBS中，得到共混生物復(fù)合材料，在相同條件下，該復(fù)合材料降解率可以達(dá)到60%。
     Wu等將聚乳酸(PLA)/劍麻纖維共混后制成薄膜，在相同條件下，掩埋14周，其降解率比純PLA提高了50%。Ahn等分別將PLA/淀粉/家禽羽毛纖維(PFF)共混材料和純PLA制成塑料罐，置于58℃下，堆肥60 d，研究發(fā)現(xiàn)，二者降解率分別為53%、13%。
     分析結(jié)果表明，在純PLA中的生物降解能力較低，這是由于，在共混生物復(fù)合材料中加入淀粉比純PLA更易被微生物降解，且在純PLA生產(chǎn)過(guò)程中，成型和擠出等加工操作也能導(dǎo)致其生物降解能力較低。     Mostafa等利用醋酸纖維素(CA)分別與成本較低的纖維亞麻和棉絮制備得到共混生物復(fù)合材料，進(jìn)行14 d的堆肥后，二者的生物降解率分別為44%、35%。Wu等在相同條件下，堆肥60 d發(fā)現(xiàn)，含有稻殼(RH)的聚羥基鏈烷酸酯(PHA)復(fù)合材料的降解率比純PHA提高了45%。這是由于，隨著稻殼含量不斷增加，共混生物材料的性能明顯提升，其吸水性能顯著降低，提高了共混生物復(fù)合材料在堆肥過(guò)程中的降解效果。
     Tabasi等在相同條件下，將PLA、聚－β－羥丁酸(PHB)分別與聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBAT)共混，制成生物塑料，在相同條件下，采用堆肥降解方法發(fā)現(xiàn)，2種共混生物材料的降解率明顯低于純PLA、純PHB。利用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)法觀察以上2種共混物在堆肥過(guò)程中成分的變化，結(jié)果表明，降解開(kāi)始時(shí)，2種共混物的生物降解率基本相同；后來(lái)，由于PBAT分別與PLA、PHB形成一個(gè)三維空間網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致該生物共混材料降解速率減緩，最終，降低了降解效果。
     還有研究表明，某些特殊的共混生物復(fù)合材料需要在較高溫度和較長(zhǎng)時(shí)間條件下堆肥，才能完全降解。Rudnik等分別研究了PLA在40℃及約150℃自然堆肥及工業(yè)堆肥條件下生物降解的情況。結(jié)果表明，PLA在自然堆肥條件下的降解速率明顯低于后者，因此，溫度是影響PLA堆肥降解效果的主要因素。
     盡管市場(chǎng)上的部分生物塑料被貼上純生物降解的標(biāo)簽，但是，它們堆肥的潛力尚未得到證實(shí)。Vaverková等對(duì)2個(gè)應(yīng)用于表面清潔的海綿布生物塑料樣品(樣品A和樣品B)，在pH=6.5～8.0，濕度為30%~65% ，溫度為58℃的條件下，進(jìn)行了為期22周堆肥生物降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，樣品B的生物降率能超過(guò)80%，而樣品A的生物降解率最低僅為12.8%。將某些易被降解的材料加入純生物塑料中，得到共混生物復(fù)合材料，不但能改變其力學(xué)性能，還能顯著提高生物塑料在堆肥條件下的降解效果。但是由于堆肥降解機(jī)制較為復(fù)雜，降解時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)還受到生物因素和非生物因素影響，因此，還需要對(duì)堆肥條件下的生物降解情況進(jìn)一步研究。