耶魯大學研究：到2050年，生物降解塑料有望將生態毒性降低34％

耶魯環境學院的研究人員發現，到2050年，可生物降解塑料最多可將生態毒性降低 34%，不過，長期解決方案應著重于從源頭防止微塑料的產生。

生物塑料研究院報道，耶魯環境學院的一項研究表明，若各城市和企業投入建設合適的廢棄物處理系統，改用可生物降解塑料能在本世紀中葉將有毒污染減少逾三分之一，并大幅降低全球廢棄物總量；但如果沒有完善的堆肥設施，可生物降解塑料或會使溫室氣體排放量翻倍。

這項研究2026年1月16日發表于《自然綜述：清潔技術》期刊，是首個在全球范圍內預測可生物降解塑料全生命周期環境影響的研究，研究范圍涵蓋從原材料獲取到各類終端處理方式的全過程，包括其最終以微塑料形式進入自然環境的情況。

研究結果顯示，盡可能用可生物降解塑料替代傳統塑料，到 2050 年可將生態毒性降低至多 34%，同時對能源需求幾乎無影響；若配合針對傳統塑料的理想廢棄物管理模式，還能將全球廢棄物累積量降低多達 65%。

不過，要實現這些效益，需通過工業堆肥、厭氧消化等方式對這類材料進行規范的終端處理。如果可生物降解塑料替代品最終被填埋，可能會讓溫室氣體排放量翻倍。研究人員還發現，生物基可降解塑料的生產會使該行業的水足跡較當前增加一倍以上，這主要是因為種植生物質原料需要消耗大量水資源。

圖為耶魯大學環境學院副教授袁媛。姚媛教授本科畢業于東北大學冶金工程專業（中國），博士畢業于西北大學化學工程專業（美國），現任耶魯大學副教授。她的研究旨在應對日益增長的可持續解決方案需求，這些解決方案既能支持工業發展，又不會損害環境或耗盡子孫后代的資源。她目前的研究項目重點關注生物經濟和可持續生產。姚博士曾獲美國國家科學基金會教師早期職業發展獎（CAREER）。她被美國化學工程師學會評選為“35位35歲以下化學工程新銳領袖”。

該研究的資深作者、工業生態學與可持續系統副教授袁媛（Yuan Yao）表示：“可生物降解塑料確實有助于減少塑料廢棄物累積和生態毒性，但如果終端處理環節管理不當，這些效益便無法實現。我們需要建設更多基礎設施，對可生物降解塑料進行規范處理，同時也需要開展科普教育，讓人們掌握正確的使用方法。”

這項研究是在姚媛與博士后研究員樸正寅（Zhengyin Piao）2024 年的研究基礎上開展的。二人在 2024 年的研究中開發出一種評估水體中可生物降解微塑料環境影響的方法，當時的研究就發現了一種權衡關系：降解速度越快的可生物降解塑料，生態毒性越低，卻會產生更多的溫室氣體。

他們在早期研究中研發的這套方法，還能對塑料生產在多個可持續發展維度產生的影響進行預測。在本次新研究中，研究團隊借助該方法，分析了技術層面可被替代的傳統塑料占比、不同的廢棄物管理場景、全球塑料使用量的增長趨勢，以及氣溫等不同地域環境條件的差異。

研究人員指出，該研究結果凸顯出充分挖掘快速發展的可生物降解塑料市場效益的必要性，其中包括加大對節水型原材料的研發投入，以及擴建廢棄物管理基礎設施 —— 既包括處理可生物降解塑料的厭氧消化裝置，也包括回收和處理傳統塑料的相關設施。他們還指出，需要建立標準化的標識體系，避免消費者產生混淆，確保塑料得到正確的分類和處理。

姚媛說：“可生物降解塑料并非單一品類，而是一個包含多種不同類型塑料的龐大品類。因此，一個關鍵問題是，我們該如何為這些不同的材料設置標識，并向消費者科普它們之間的差異。”

研究作者還強調，可生物降解塑料只是解決塑料問題的一部分方案。

該研究的第一作者樸正寅表示：“未來的塑料市場仍將以傳統塑料為主導，若不能解決傳統塑料帶來的問題，我們就無法有效減少廢棄物的累積。但如果采取組合策略 —— 同時減少傳統塑料的填埋量、增加可生物降解塑料的使用，我們就能遏制未來廢棄物累積的增長趨勢。”