《Environment International》：Towards safe plastic recycling: A novel framework for identifying chemicals of concern in plastic waste
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为应对循环经济实践中，多种有害化学物质（CoCs）在塑料产品中可能持续存在并重新进入循环链的风险，研究人员构建了一个新颖的识别框架。该研究通过评估化学物质在不同工业部门聚合物中的潜在存在量及其危害类别，识别出284种CoCs，并基于其物理化学特性和分子结构将其分为四个优先级别，为后续风险与监管评估提供了实用工具，以支持利益相关方做出更明智的决策，移除有害物质并促进开发更安全的替代品。
塑料制品是现代生活中不可或缺的一部分，但也带来了日益严重的污染问题。实现塑料的循环经济，关键在于“变废为宝”，即将废弃塑料回收再生为新的产品。然而，这看似完美的闭环背后隐藏着一个棘手的难题：许多塑料在生产过程中添加了各种化学物质，其中不乏对人体健康和环境有害的成分。这些有害化学物质（Chemicals of Concern, CoCs）可能会“潜伏”在废旧塑料中，随着回收过程“混入”再生塑料，最终出现在新的日用品、玩具甚至食品包装中，对消费者安全构成潜在威胁。目前，尽管科学界已整理出包含成千上万种塑料相关化学物质的庞大数据库，但如何从海量信息中精准定位那些最可能出现在废物流、最需要被优先关注和移除的CoCs，仍是一个巨大挑战。此外，全球供应链的复杂性、化学品使用数据的缺乏以及不同行业、不同塑料类型中化学物质的差异，都使得在循环经济框架下安全地管理塑料化学品变得异常困难。为了破解这一难题，并为决策者提供一个切实可行的工具，一个由挪威大气研究所（NILU）领衔的研究团队在《Environment International》上发表了一项研究，提出了一套用于识别塑料废弃物中有害化学物质的新框架。
研究人员开展这项研究主要运用了以下几个关键技术方法：首先，以包含超过一万种化学品的PlasticMAP数据库为基础，结合化学品全球产量、在特定聚合物（如HDPE、LDPE、PP、PVC、PET等）中的使用情况以及挪威的聚合物废物流数据，进行多轮筛选，最终确定了774种初始化学品。其次，通过整合来自文献和报告的浓度范围数据，结合挪威2020年的塑料废弃物量，估算每种化学品在不同工业部门废物流中的“潜在存在量”。再者，对化学品的危害属性（如致癌性、致突变性、生殖毒性(CMR)、持久性、生物累积性、毒性(PBT)等）进行量化评分，构建“危害分数”。最后，创造性地提出了“关注评级指标（Concern Rating Indicator, CRI）”，该指标通过计算标准化后的潜在存在量（取对数）与危害分数之间的欧几里得距离，对化学品在特定行业和危害类别内进行相对排名，以识别出同时具有高潜在存在量和高危害的CoCs。此外，研究还进行了专家评估，基于化学物质的分子结构和理化性质，将筛选出的CoCs进一步划分为四个优先组别。
3.1. 潜在存在
分析表明，在挪威的废物流中，低密度聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）与较高浓度的CoCs相关联。从行业来看，包装是塑料废弃物和关联化学品多样性的最主要贡献者。在特定行业中，建筑业的聚氯乙烯（PVC）、农业的LDPE以及纺织业的PET具有较高的CoCs潜在存在量。这突显了需要针对不同聚合物应用采取有针对性的策略，以阻止CoCs在整个价值链中重新引入。
3.2. 关注评级指标（CRI）
研究人员计算了各行业、各危害类别下化学品的CRI值。以包装业为例，在PBT危害类别中，紫外线吸收剂UV-328（CAS 25973–55-1）被识别为废物流中最受关注的化学品；而在CMR和总体危害类别中，抗氧化剂BHT（2,6-二叔丁基对甲酚，CAS 128–37-0）排名最高。重要的是，CRI是一个相对值，仅在相同危害类别和行业内部具有可比性。分析还发现，约50%被识别出的CoCs并未列入欧盟REACH法规的限制或高度关注物质（SVHC）清单，其中一些物质（如BHT）显示出较高的CMR危害分数，这引发了对其潜在人体暴露风险的担忧。
3.3. 优先排序CoCs以供进一步评估
在CRI分析基础上，通过专家评估，研究将CoCs划分为四个优先组。第一优先组包括88种CoCs，其中约70%是重金属衍生物（如金属、类金属、有机金属和无机化合物），其余主要为持久性有机污染物（POPs）、多环芳烃（PAHs）、溴化阻燃剂（BFRs）、氯化石蜡和有机磷阻燃剂（OPFRs）等。该组物质因其明确的危害属性，应在循环经济中予以避免，不得出现在原生或再生塑料中。第二优先组包含167种CoCs，主要是增塑剂（如邻苯二甲酸酯类）和其他添加剂，其风险高度依赖于具体应用场景和浓度。第三和第四优先组主要包括加工助剂、溶剂等，它们在产品使用过程中易挥发或消散，在废塑料或再生料中存在的可能性及风险相对较低。研究通过与其他已发表的再生塑料化学品检测数据交叉验证，证实了该框架识别出的部分优先组1物质（如多种PAHs、HBCD、TBBPA等）确实在市场上流通的再生塑料中被检出，这强化了该识别方法的现实相关性。
本研究提出了一套系统性的框架，用于识别和优先排序塑料废物流中最值得关注的有害化学物质（CoCs）。其核心结论在于，通过整合化学品的“潜在存在量”（基于行业、聚合物和废弃物数据估算）与“危害分数”，并引入“关注评级指标（CRI）”进行相对排序，能够有效缩小需要优先监管的化学品范围。随后的专家评估进一步根据化学品的分子结构和理化性质，将CoCs划分为不同的优先组别，为风险管理和监管行动提供了清晰的路线图。其中，第一优先组的88种物质（以重金属和特定有机污染物为主）因其明确的危害和较高的残留风险，应被优先从塑料价值链中淘汰。
这项研究的意义重大。它超越了单纯罗列潜在有害物质的清单，提供了一个兼具科学性和实用性的决策支持工具。该框架有助于监管机构、塑料生产商和回收企业将有限的资源集中在风险最高的化学物质上，推动“安全与可持续设计”原则在塑料行业的落实。研究结果强调了当前化学品管理的不足——许多具有高危害属性的物质尚未受到充分监管，且化学品的跨行业、跨聚合物广泛应用增加了回收过程的复杂性和交叉污染风险。因此，为实现真正的安全循环经济，必须在塑料产品设计阶段就减少化学品的复杂性和危害性，推动单一材料设计，并加强全球供应链的透明度和国际合作，从源头防止有害化学物质进入循环系统。这项工作为在《全球塑料条约》等国际协议背景下，制定基于科学的化学品管理策略提供了重要方法论参考。
