废弃一次性防疫用品回收利用研究与进展*

连梓含，褚 楚，陈威同，王本智，杨添名，孟龙月

(延边大学地理与海洋科学学院(环境科学专业)，吉林 珲春 133000)

随着新冠疫情的持续发展，疫情常态化成了日后的生活趋势，医用防疫用品的利用率逐渐升高，其废弃量也持续增多。一次性医用防疫用品能够有效的阻挡病毒的传播，但废弃防疫用品也对环境造成了一些负面的影响。一次性防疫用品主要包括医用口罩、防护服、隔离服、手套、脚套等。这些废弃医疗防疫用品的大量增产，不仅严重的浪费了资源，还破坏了生态环境。一次性防疫用品在自然界中能够停留100-200年，且其自行降解需要上百年的时间，且即使分解也会产生微塑料颗粒等有害物质污染地球环境[1]。

因此，寻找能够增加一次性防疫用品的利用率的方法是当前研究热点，将废弃医用防疫用品通过回收利用方式变废为宝是一种新的尝试。目前，主要处理方法包括焚烧法、物理机械处理法以及化学方法[2]。通常将废弃防疫用品统一回收后二次利用，如通过焚烧将热能转化为电能、制备胶合板、制备介孔材料等[3]。废弃防疫用品的回收利用，不仅能够减少资源量费，还保护了地球的生态环境。

1 一次性防疫用品对环境的危害

2020年初，新冠疫情爆发，医用防疫用品成为了重要物资，随之而来的一次性医用防疫用品的用量也不断增加，废弃量也随之增加。常用的一次性防疫用品包括防护服、防护面罩、一次性医用口罩等，根据不完全统计，新冠疫情爆发后，全球每天产生7 200吨医疗废物，每月使用和处置的防护口罩数量为1 290亿个[4]。

随着后疫情时到的到来，防疫用品特别是一次性口罩，成为人们出行必备的生活必需品，对于口罩的使用量仍然只增不减，对于生态环境也造成了不小的压力，有相关报道称，需要450年时间才能够将一次性口罩完全降解，且一次性防疫用品分解后，也会对土壤环境与海洋环境造成危害，破坏环境自身的生态系统。虽然防疫用品可以帮助人们抵御新型冠状病毒的传播，但是同时也带来了不可忽视的环境上的成本。

一次性防疫用品分解会产生微塑料胶片，微塑料胶片会扩散到自然环境中，进入海洋、土壤等，微塑料有较强的吸附能力，会将海洋、土壤中存在的有机污染物聚集起来，加重环境污染；微塑料还会在生物体内富集，堆积在人体内会严重危害生命健康安全。

一次性医用防疫用品其制作的主体材料为聚丙烯(PP)，占比约为90%以上，且聚丙烯(PP)对氧气、二氧化碳等气体具有较强的透过性，适合用于一次性防疫用品，能够增加其透气性。其次，聚丙烯(PP)的电阻很高，十分容易产生大量静电电荷，通过产生静电电荷来阻挡细菌、飞沫、病毒等，将病毒隔绝在外界，从而起到防护新型冠状病毒、保证人们生命健康安全的作用。由于产生的静电力较强，细菌、病毒等吸附在上面不容易脱落，不能通过普通用水洗洗涤的方式清洗干净，故防疫用品多为一次性产品。

2 一次性防疫用品的回收利用方法

针对大量的一次性防疫用品的资源浪费日益严重的情况，如何高效资源化处理一次性防疫用品成为了刻不容缓的要解决的问题，近年来，国际上对于高分子聚合材料的研究技术发展方兴未艾，对于一次性防疫用品的回收处理方法也在不断的探索当中，目前的主要的处理方法有焚烧法、物理机械处理法以及化学处理方法。

2.1 焚烧法

PP与木材相比较，其燃烧产生的热能远远大于木材燃烧产生的热能，具有较大的热能回收的潜力。废弃的一次性防疫用品可以通过焚烧法这一方式来达到资源的能源化利用。

焚烧法几乎适合应用于所有医疗废弃物的处理，废弃一次性防疫用品也不例外，通过高温焚烧，可以彻底的除去医疗废弃物中的传染物以及大部分的污染物，焚烧后产生的焚烧物残渣可以用于制备活性炭等吸附材料，应用于环境污染治理方面[5]。

Szefer E M等[6]对废弃口罩进行燃烧热分析和热重分析，结果表明，废弃口罩具有较为理想的燃烧性能，当温度条件为450 ℃时，废弃口罩燃烧产生的热量最多。且废弃口罩燃烧产生热量可用与发电、机械动力驱动等方面。

贺泓博[7]提出了一种将废弃口罩混合燃烧发电的回收利用方法，对废弃口罩进行酒精消毒处理后燃烧，酒精对废弃口罩起到了良好的助燃效果，提升了口罩的燃烧性能，增加了热量值。

由此可见，一次性防疫用品通过燃烧来达到资源的能源化利用是合理可行的。可以用废弃的一次性防疫用品来进行燃烧发电，也可以将燃烧残渣再次利用制备活性炭等环保材料，将资源合理利用起来，并且该方法具有操作方便，工艺流程简单的特点。但是还需要考虑，在焚烧一次性防疫用品时，一定会产生废气、废渣等大气污染物质，直接排放必然会污染大气环境。因此，还需要设计烟气的清洁设备来配合燃烧法来进行资源的利用。

2.2 物理机械处理

物理机械处理是目前最常用的回收利用处理方式，将废弃医用一次性防疫用品通过消毒处理后再通过机械处理将其制成可以回收利用的产物，减少了废弃医用一次性防疫用品的资源浪费。

窦红静等[8]设计了一种废弃医用防护服就地处理回收再利用装置，将废弃医用防护服通过消毒清洁后高温加热使其成为熔融流动状态，后冷却定型再经切割机剪切造粒，形成塑料粒子，方便回收利用。处理得到的塑料粒子可以重复作为制备一次性防护服等医用防疫用品的原材料，变废为宝。

詹天翼等[9]以废弃的一次性口罩为原料来制备胶合板，将废弃口罩经过高温消毒处理后，取口罩中的熔喷布(主要材料为PP)作为热塑性树脂基材料，使其在热压活化作用下熔融，成为相邻层木质单板良好胶结的黏合剂，制备胶合板建筑材料。并且，以废弃口罩制备的胶合板其游离甲醛释放量较低，具有较高的环保性能。既能减少废弃口罩对环境的污染，又能减少胶合板的游离甲醛释放量，减小了对环境的污染。

向萌等[10]将废弃一次性口罩回收利用以制备的聚丙烯复合材料，将口罩消毒后拆解剪切成碎片并烘干，将所述口罩碎片与一定重量比的偶联剂、增强剂、抗氧剂、颜料、抗菌剂混合并先进行密炼加工使其为熔融状态再进行挤出加工，造粒，最后制得基于废弃口罩的聚丙烯复合材料。其中，口罩的挂绳可以作为复合材料的增韧剂，增强材料的拉伸强度以及抗冲击性能。

Marcin Koniorczyk等[11]利用废弃一次性口罩中的PP材质作为缓凝土混合物的添加剂。将废弃一次性口罩金属条与挂绳等全都拆卸并将口罩裁剪成碎片，后加热挤压形成板状通过机械压力使材料脱气，在进行切割成为纤维状添加到混凝土中。研究表明，经过加工的混凝土其抗压强度得到了提高，抗拉强度略微降低，影响程度微小，可以忽略不计。添加物不会影响混凝土自身的抗冻性、透水性和防火性能。是一种解决废弃一次性口罩资源量费的良好途径。

通过物理机械回收利用方法具有回收快速、流程简单、应用方便等特点，但是制备的产品具有与防疫用品相似的材料组成，在应用方面会受到一定的限制，且得到的产物多数产品价值较低，容易导致资源利用不充分，造成资源浪费。

2.3 化学处理法

化学处理法是指将废弃一次性医用防疫用品通过化学方式、化学试剂等进行处理。通过改变反应条件来制备可以再次利用的化学产物，甚至增强其利用价值，以此来达到废弃一次性医用防疫用品资源价值化利用的目标。

刘秉国等[12]提出了一种废弃一次性医用口罩制备功能性介孔碳的方法，将废弃一次性医用口罩破碎后得到碎片，将其加入到含有添加剂的浓硫酸中，在微波条件下反应，经水洗和干燥得到多元素掺杂的废弃一次性口罩粉末；将粉末置于低流速的保护气中热解得到介孔碳。该方法实施过程较为方便，充分利用了一次性口罩含碳率高的特点，通过低速自活化碳化法得到了比表面积高的介孔碳材料，且具有可以规模化、连续化的实施特点。

宁连超等[13]将消毒后的废弃口罩用氢氧化钠、正硅酸乙酯和十八烷基三氯硅烷对废弃口罩进行疏水改性，干燥后测试，测试结果表明，改性后的口罩结构完整，且对油的吸附能力较强，吸附性能稳定，具有重复使用的特性，可以通过离心分离的方式实现油的快速脱除，无需外运进行脱油处置，可以提高溢油吸附的工作效率。废弃口罩改性制备油水分离吸附材料，将口罩转变为疏水亲油性材料，可以有效的处理海水溢油以及含油废水的油水分离。该方法既解决了废弃口罩的资源浪费，具有较好的环境污染治理发展前景。

王利霞等[14]将废弃医用防疫用品酒精浸泡消毒，取出加入去离子水并超声处理，后烘干粉碎得到粉料，将上述粉料与在空气中氧化泡沫锡片得到的表面氧化泡米锡按比例混合，置于管式炉中在高温、惰性气氛条件下制备形成一体电极。通过后续对该一体电机的测试表明样品具有良好的充放电可逆性和理想的双电层电容特性，且该工艺较为简单，绿色环保，适合应用于超级电容器方向。

林志丹等[15]采用铁镍金属为活化催化成分的催化剂，与消毒后破碎称1～4 mm的废弃口罩置于反应容器中共混在惰性气体保护下加热或分别放置在两端联通容器中通过惰性气体吹扫进行热解催化，反应结束后得到废弃口罩制备的CNT。碳纳米管材料应用于储氢、催化剂载体等方向，应用率较高，且通过该方法制备的碳纳米管材料，实现了废弃口罩资源的高价值化利用。

化学处理法通过化学反应将废弃一次性医用防疫用品中的大分子聚合物转化为小分子再加以利用，或对其进行改性形成具有更高品质的材料。具有产品应用价值较高，符合环境保护发展理念的特点，但是其操作工艺复杂，某些化学试剂会对环境造成污染，可以寻找绿色环保的试剂来代替。

3 结 语

本文围绕当前后疫情时代一次性防疫用品的环境现状以及回收利用方法进行研究分析，简要的介绍了当前一次性防疫用品对于环境的污染，并整理了当前对于一次性防疫用品的回收利用方法，主要包括焚烧法、物理机械处理法以及化学处理方法，以上3种方法对废弃一次防疫用品的回收利用各有优势，且一次性防疫用品的回收利用也越来越受到世界各国的广泛关注。

综上所述，还需要对废弃一次防疫用品的回收利用方式进行探索创新，通过深入了解分析一次性医用防疫用品的材料，来不断寻找一次性医用防疫用品的回收利用新思路，无论是能源化利用还是资源化利用都有较好的应用前景，研发既能将废弃一次防疫用品资源充分利用，又对环境无污染的处理方法是大势所趋，废弃一次防疫用品回收利用具有巨大的环境效益与经济效益，通过对一次性医用防疫用品的回收利用，将资源合理利用起来，助力经济社会的可持续发展，保护生态环境。