玻璃杯是半满的还是空的?我们的可持续包装争论仍在继续

Is Glass Half-Full or Empty? Our Sustainable Packaging Debate Continues

可持续发展系列:玻璃

在您开始阅读本文之前,我们强烈建议您阅读我们对可持续发展系列的介绍,以巩固您的观点并了解背景信息。

您可能还希望访问我们的第一个塑料系列。

说到消费包装,玻璃作为储存和保存的“精华”有着悠久而多样的历史,范围从食品、饮料、清洁剂到美容品。近年来,随着塑料被妖魔化,玻璃被视为对比天使——一种可持续的拯救之恩和回收利用的典范。 “清洁”和“绿色”美容领域的许多品牌都选择玻璃包装,以匹配其成分和配方的“可持续”价值,同时为消费者带来更奢华或高端的体验。提供玻璃作为包装选择的压力也越来越大,因为它在公众眼中被视为更环保的选择。在美国,玻璃制造市场估计价值 225 亿美元。虽然从环境和理论角度来看玻璃的好处有很多可说的,但现实要复杂一些。

正如我们对塑料的探索一样,  我们对化妆品玻璃包装的生命周期感兴趣,重点关注其在整个“包装链”中使用的利弊;玻璃的权衡值得研究和理解。

玻璃的优点

可回收性——原则上,玻璃可以无限地回收。抛开技术和市政系统不谈,玻璃具有无限的生命周期,可以将其熔化和模制来制造新的玻璃产品,而不会降低质量。此外,在生产新玻璃时,更常见的是使用碎玻璃(破碎的回收玻璃),这使得制造商能够减少对原始原材料的依赖。玻璃通常由沙子(主要是二氧化硅,SiO2)、石灰石(CaCO3)和碳酸钠(Na2CO3)以及其他原材料的关键成分混合物制成。在欧盟,碎玻璃的使用估计每年可节省 1200 万吨原材料并减少 400 万吨二氧化碳排放。玻璃包装研究所估计,在生产原料中使用 10% 的碎玻璃可将二氧化碳排放量降低约 5%。换句话说,制造过程中每使用 6 吨碎玻璃,玻璃制造商就可以减少 1 吨二氧化碳排放。当使用 10% 的碎玻璃时,熔化玻璃的熔炉可以在较低的温度下运行,从而延长熔炉的使用寿命并降低运营成本以及最终玻璃产品的价格。

兼容性- 选择包装时,了解化妆品配方、容器和任何可能影响相互作用的外部环境因素(例如热或紫外线)之间是否可能发生相互作用至关重要。相互作用可能包括产品成分吸收到容器中(反之亦然)、腐蚀、浸出以及容器保护配​​方免受氧化和水蒸气影响的有效性。总体而言,玻璃具有最高的产品兼容性标准,特别是在浸出和耐化学性方面。然而,人类与产品和产品存储的互动仍然会影响玻璃与塑料的最终选择 - 一个很好的例子就是淋浴间玻璃容器的安全隐患。许多人在寻求保护配方随着时间的推移的完整性时,还将玻璃的颜色纳入考虑因素。

多种用途- 在一篇有关玻璃研究的《化学与工程新闻》文章中,记者米奇·雅各比 (Mitch Jacoby) 对玻璃的起源给出了一些见解:“早在市场存在之前,人们就开始使用玻璃。早期人类使用黑曜石(快速冷却的熔岩)来制造简单的切割工具和箭头。尽管来自珠子和其他考古发现的证据表明,人们在公元前 4,000 年就发现了如何通过熔化沙子的主要成分二氧化硅来形成玻璃涂层(釉料),但古代美索不达米亚人还需要 2,500 年才能掌握制作空心玻璃的窍门。他们用玻璃容器来储存油。”

作者比尔·布莱森 (Bill Bryson) 在他的历史性且极具娱乐性的著作《在家》中指出,创造玻璃这一奇迹需要耗费大量的精力和工艺,使其成为一种珍贵的奢侈品,可以终生使用——甚至促使英格兰从 1696 年到 1851 年征收玻璃和窗户税!玻璃生产的现代化带来了许多好处,但也带来了废物和一次性容器(下文讨论)形式的负面影响。但就目前而言,重要的是强调玻璃容器的不断使用或不断重新利用是自埃及时代以来玻璃在我们的历史中一直存在的方式。玻璃是一种真正令人难以置信的人造物质,它高度可靠且美观,给人一种地位和重要性的感觉在化妆品行业,几乎所有容器都是多次使用的,这意味着根据功能,它们的使用次数可能会在几周到几个月内达到数百次。玻璃、塑料、铝和纸包装都是如此。 

玻璃的缺点

生产- 要制造玻璃,您需要一个能够持续保持高达 1,500-1700°C (2700-3100°F) 温度的专用熔炉,足以通过一系列化学反应将加热的原材料转化为熔融玻璃。正如你可以想象的那样,这需要大量的能量。此外,必须开采原材料(二氧化硅、石灰石)才能获得。这可能会引发涉及人类劳动的道德问题。

Franklin Associates 在 2009 年对饮料容器(与化妆品容器非常相似)进行比较的研究中发现,与 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶和铝罐的生产相比,玻璃瓶的生产能源效率要低得多, 分别。制造一个 PET 瓶所需的能源为 1100 万 BTU,而铝罐为 1600 万 BTU,玻璃瓶为 26.6 BTU。 PET 瓶的二氧化碳当量(考虑温室气体排放量)为 1,125,铝罐为 2,766,玻璃瓶为 4,848。当对与能源效率相关的材料生产进行排名时,玻璃排在铝、塑料和木材之后。

罗马大学研究人员 2008 年进行的另一项关于玻璃生产和回收的研究揭示了另一层复杂性。如果对比 1 公斤玻璃和 1 公斤 PET 的生产情况,考虑到空气排放和其他环境健康标准,玻璃生产的环境负担低于 PET。然而,仅仅由于生产玻璃所需原材料的质量单位和体积以及现实世界的需求量规模,环境尺度开始向有利于 PET 的方向倾斜,因为其生产所需的原材料质量和体积较小。研究得出的结论是,抵消玻璃能源和环境负担的唯一方法是……回收。

寿命终止——这种“骗局”不一定是针对玻璃本身,而是针对用于管理其处置的系统的现实情况。不幸的是,美国的玻璃回收还有很多不足之处。尽管全国调查显示回收对美国人来说非常重要,但统计数据显示,玻璃可以无限回收的原则与美国的现实之间存在着巨大的差距,而现实却没有达到应有的规模。根据统计数据,这是美国玻璃“报废”的状态:

  • 每年丢弃 1000 万吨玻璃
  • 全国玻璃废料仅回收33%
  • 相比之下,欧盟国家回收了高达90%的玻璃废料

为什么美国玻璃回收不足?专家认为,这是政府管理废物和回收城市的政策以及消费者教育和习惯的结合。美国主要通过单流路边收集来收集废物进行回收,这意味着塑料、玻璃、罐头和纸张等所有物品都收集在一个垃圾箱中。一旦被卡车收集,废物就会被送往材料回收(分类)设施(MRF),并经过机械和手动分离过程,然后将玻璃出售给碎玻璃(碎玻璃)生产商。送到碎玻璃生产商的玻璃尽可能清洁是非常重要的,这样玻璃的质量和回收能力就不会受到影响。另一个问题是,全国大约只有 400 个 MRF。与其他国家不同,美国的回收分类过程严重依赖设施,而不是要求消费者对手动分类和清洁容器和包装更加警惕。

最大的挑战之一被称为“愿望循环”:好心的人们将实际上无法回收的东西扔进回收箱,例如塑料袋、电池、灯泡、脏食物容器、外卖咖啡杯/盖子和用过的餐巾。错误地放入回收箱的垃圾实际上可能会导致整个垃圾箱,甚至在某些情况下整个卡车的负载,由于油、蜡、食物、咖啡渣等的污垢或污染而完全不可回收。通常情况下,事情会直接被扔进垃圾填埋场,而发生这种情况的主要原因是缺乏对消费者的教育,让他们了解什么是可以实际回收的,以及缺乏替代废物管理系统,例如多蒸汽收集系统。

相比之下,欧盟通过多流收集来收集废物进行回收。消费者按材料和颜色(例如:透明、绿色和琥珀色玻璃)清洁物品并将其手动分类到指定的垃圾箱中。多流玻璃收集完全跳过 MRF,直接进入碎玻璃供应商进行回收。这是可能的,因为玻璃的质量和清洁度以及消费者完成的分离比 MRF 提供了更好的结果。

多流系统需要更高水平的消费者教育,并且运营成本比单一蒸汽收集高得多,但它产生了近 90% 的回收玻璃,并产生了最可持续的结果。

运输 -在全球范围内运输材料时,货物的重量是一个极其重要的因素。从二氧化碳排放的角度来看,玻璃的成本和运输相当具有挑战性。与塑料或铝相比,玻璃重得多,并且根据玻璃的结构和尺寸以及运输方式,损坏的风险更大。这可能会导致更大的产品损失,并且需要发送重复的产品。此外,玻璃需要大量的额外包装(纸、塑料、花生等),以确保安全到达最终目的地。

判决

如果玻璃确实得到重复利用和回收,它可以成为可持续材料的黄金标准。然而,如果没有适当的回收系统,那么玻璃很快就会开始达不到要求。此外,我们需要考虑生产原生玻璃和运输它的碳足迹;它的生产需要高温,并且比塑料和铝重得多,而且由于其易碎性,需要更多的包装材料。但如果合理应用,玻璃确实可以提供最高的产品兼容性。

访问您当地的垃圾市政网站,了解您所在社区可以回收什么、不能回收什么。如果您对当地的回收设施不满意,请写信给当地政府,表达您对替代收集方法的兴趣,例如多流收集。正如我们在塑料可持续发展系列博客中总结的那样要充分发挥玻璃所提供的所有优势,仍有大量工作要做。这包括改进回收技术、提供更多的分类设施、加强公众教育和加强消费者责任。

我们都可以立即采取的一个步骤:确保彻底清洁所有玻璃容器,并在将玻璃容器放入回收箱之前取下所有非玻璃或混合材料的泵、盖子或移液器。

资源

https://cen.acs.org/materials/inorganic-chemistry/glass-recycling-US-broken/97/i6

https://cen.acs.org/articles/95/i47/s-glass-modern-day-researchers.html

米凯拉·韦里尼,米凯拉·萨维奥利。玻璃容器生产和回收的能源和环境分析。罗马大学工业工程系,意大利罗马。能源:国际杂志。 (2008)。 https://www.journals.elsevier.com/energy

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780081004067000015

https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/glass-melting

布赖森,B.(2010)。在家:私人生活简史。纽约:双日。

亨德森,J(1985)。早期玻璃生产的原材料。牛津考古学杂志 4(3)。 267-291。

https://www.nao.org.uk/report/the-packaging-recycling-obligations/

https://sunrisesanitation.com/break-down-the-environmental-impact-of-glass-and- Plastic/

https://www.glass-ts.com/news/recycling-using-glass-cullet

https://www.calrecycle.ca.gov/glass/definitions

https://www.parliament.uk/about/living-heritage/transformingsociety/towncountry/towns/tyne-and-wear-case-study/about-the-group/housing/window-tax/

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