随着有机物料拆包设备市场增长，对微塑料污染的担忧也在增加
在马萨诸塞州阿加万市郊外，一座深绿色金属外墙的建筑里，夹在加油站和一家老造纸厂之间，有一处设施，它代表着一些人所说的有机物管理未来的关键部分：Vanguard Renewables耗资100万美元的拆包作业线。
最近一次参观时，机器处于空转状态，之前一批豆腐容器（许多仍装在纸板批发箱中）的残留物散落在金属步进地板上，那里是物料倾倒的地方。当拆包机处理一批物料时，步进地板的板条会来回移动，将包装好的货物送入双螺旋输送器，后者将物料沿竖井向上输送。随后，双螺旋输送器将物料倒入巨大的红色不锈钢圆筒中，那里安装着机器的核心部件：多桨叶分离器。
虽然分离器看起来像锤式粉碎机，但“它实际上并不锤打——而是将物料挤压出来，”Vanguard创始人兼首席战略官约翰·汉塞尔曼说道。他站在通往分离器的楼梯上，看上去颇像一位船长下到船舱机房巡视。“无论是豆腐容器还是酸奶杯，其理念都是保持容器完整，同时将所有有机物质提取出来。”
除了其位于阿加万的工厂（该工厂每天处理约100吨有机物）外，Vanguard还计划在多个州再建六座去包装设施。在新设施中，Vanguard还将安装磁选系统，以便在离心过程打开包装后，将铝罐分离出来。
而Vanguard并非孤例；去包装设施正在全国各地涌现。 九个州 现已立法禁止或限制大型企业、机构——在某些情况下还包括家庭——将食物垃圾送往垃圾填埋场或焚烧厂，这推动了有机物回收的发展。即使在未制定相关政策的地区，企业也越来越多地寻求将有机物分流处理，以实现更可持续的发展并节省不断上涨的处置成本。
支持者表示，去包装设备可以减少人工手动将变质食物与包装分离所需的劳动力，从而提高有机物回收的总量。 但随着该行业的扩张，人们也越来越担心，经过去包装设备处理的有机物制成的堆肥和肥料可能含有微塑料，甚至含有 食品包装中发现的PFAS. 批评者认为，由于大多数州缺乏研究和标准，去包装设备可能会污染施用这些物料的农田。多个州的监管机构正在密切关注这一问题。
“最好保持我们的（有机）物料清洁并分类处理，以获得更高价值的终端产品，”地方自力更生研究所堆肥项目主任布伦达·普拉特表示。“你知道——垃圾进，垃圾出。”
美国去包装行业的增长
据一份 2019年演示文稿 所述，去包装机最早于20世纪90年代在欧洲开发，以应对疯牛病疫情，该疫情阻止了废弃食物被用作动物饲料。该演示文稿由 Coker Consulting负责人Craig Coker向佛蒙特州官员提供。早期型号基于用于研磨木材的锤式粉碎机，但这些初始机器中的高力度将包装材料污染了食物浆料。
近年来，这项技术在美国废物管理公司中越来越受欢迎。
“去包装的增长与制定有机物分流立法的州有关，”Tetra Tech有机物可持续解决方案经理Debra Darby表示，并补充说，禁止处理食物垃圾的禁令通常从商业部门开始。
有机物回收商也转向使用去包装机，以降低厌氧消化器和堆肥器原料的污染，并为没有食物分流要求的州的杂货店和食品制造商提供一种易于操作的有机物回收选择，该选择在竞争力上可与处置倾倒费相媲美。2015年，总部位于缅因州的食物垃圾收集和加工公司Agri-Cycle在东北部开设了 首家去包装设施 。Agri-Cycle的去包装机位于缅因州波特兰市南部的一个奶牛场上，其产生的食物浆料与粪便在厌氧消化器中混合。
Agri-Cycle的品牌经理Holden Cookson表示，购买这款开包机的动机是为了“降低准入门槛”，让当地杂货店和其他企业更容易回收食物垃圾。缅因州目前并未禁止处理食物垃圾。
Agri-Cycle发现，杂货店员工面临两难选择：既要帮助顾客，又要花时间打开包装并妥善堆肥废弃食物。Cookson说：“想想成千上万员工的足迹，那是巨大的，而且真的会累积起来。”
Agri-Cycle已帮助地区性杂货连锁店Hannaford 将所有食物垃圾 从垃圾填埋场转移出来。据Cookson称，该杂货连锁店在此过程中将垃圾运输成本降低了约40%。 与Hannaford的合同也帮助降低了新英格兰地区其他企业的食物垃圾运输成本。
在美国另一端的加利福尼亚州，萨利纳斯谷固体废物管理局于2020年安装了与Agri-Cycle和Vanguard使用的同款开包机。
该废物管理局总经理Patrick Mathews表示，该机构利用州政府拨款购买了这台开包机，作为帮助企业及居民遵守 加州短期气候污染物法的整体努力的一部分，该法律要求通过回收利用，到2025年将有机废物处理量削减 75%.
美国种植的 沙拉生菜中约有70% 产自肥沃的萨利纳斯谷——这意味着当地废物管理局要处理大量废弃的生菜。
“马修斯表示：“唯一另一种选择，我们的一些包装厂过去也尝试过，就是让员工打开每一个箱子、每一个袋子，把里面的东西倒出来。这不仅危险，而且不可能……尤其是在需要召回产品的情况下。”
与全国其他去包装设备运营商一样，萨利纳斯谷固体废物管理局找到了另一种可以送入该机器的废物流：源头分类的食物垃圾。这种物料 经常受到污染 ，其中混有塑料食品包装、容器和其他物品，给堆肥系统和厌氧消化设备的运营者都带来了不小的麻烦。马修斯表示，该废物管理局在堆肥前会将食物垃圾送入去包装机以去除污染物。
不过，研究表明，源头分类有机物中包装和其他污染物的混合物可能对机器造成更大的损耗。
Vanguard 的愿景
Vanguard Renewables 最初 建设农场厌氧消化设施 ，将粪便与食物垃圾混合处理，但据汉塞尔曼所说，他们并未看到预期的食物垃圾进料量。“我们意识到，要真正服务市场并从中提取有机成分，你必须提供所有这些，”他在参观阿加万设施时指着那台轰鸣的机器说道。
这台去包装机是一台 Scott Turbo Separator，包含多个屏幕，可进一步清理凝结的有机物，Vanguard通过将这些有机物与过期的啤酒混合，使其保持超过75%的液体状态。液化的食物浆料通过管道从拆包机输送到建筑物另一侧的四个25,000加仑储罐之一。与此同时，包装物则被送到另一条传送带上，倒入接收垃圾箱，或者如果是单一物品的装载，则进行回收。
在食物浆料储罐附近，堆放着装满甜甜圈羊角面包面团、澳洲坚果曲奇面团和千层面片的纸箱托盘，这些都将用作动物饲料。汉塞尔曼说：“我们对所有进港货物进行分类，以实现食物浪费的最高和最佳利用。”
当我们走出拆包设施时，一辆银色罐车驶来，开始通过管道注入液态食物浆料，送往厌氧消化器。食物浆料与粪便混合后，被送往Vanguard在马萨诸塞州的五个消化器以及佛蒙特州的一个消化器。
汉塞尔曼表示，将食物垃圾送往Vanguard在马萨诸塞州的拆包设施将比送往垃圾填埋场便宜20%，并预计客户在他们进入的大多数其他市场也能节省大约相同的费用。Vanguard的新设施将位于丹佛、纽约、亚特兰大、芝加哥、圣路易斯和密苏里州堪萨斯城等主要城市或食品制造中心附近。
汉塞尔曼说：“美国任何主要大都市都应该拥有一个或多个这样的系统。”
微塑料和PFAS污染问题引发担忧
然而，并非所有人都对汉塞尔曼推崇的拆包机抱有热情。佛蒙特州新安装的一台拆包机激怒了 一个由 农业、环保和堆肥团体组成的联盟，他们担心这会用微塑料甚至PFAS（全氟和多氟烷基物质）污染肥料，进而污染农田。
该州三分之一的食物垃圾是带包装的， 据佛蒙特大学统计, ，如今该州居民和企业都 被禁止将食物残渣 扔进垃圾桶。
Casella废物处理公司 去年在佛蒙特州伯灵顿附近建造了一台拆包机 ，旨在帮助本和杰瑞等地区食品制造商将变质产品挡在垃圾填埋场之外。Casella拆包机产生的食物浆料被送入厌氧消化器，剩余的消化残渣则制成肥料。
越来越多的证据表明， 微塑料 和 PFAS 在农田土壤中广泛存在，而且蔬菜能够吸收这两种 污染物。尤其是PFAS，近来声名狼藉——缅因州和其他地方的农场在发现施用污水污泥导致土地和 牲畜 被这些化合物污染后纷纷关闭。缅因州 最近颁布了一项法律 ，禁止将污水污泥撒在农田上，以遏制PFAS污染。
对某些全氟烷基物质可能带来的负面健康影响的担忧持续增加，包括多种癌症、生殖问题和肝脏疾病。虽然研究人员仍在探究食用受全氟烷基物质污染的食物对健康的影响，但环境健康专家提醒注意 累积暴露 于来自多种来源的全氟烷基物质。关于微塑料对健康的影响知之甚少，尽管 科学家们担忧 这些颗粒可能引发炎症并以类似野火烟雾的方式损害呼吸道。
关注此问题的佛蒙特州立法者 最初提议设定标准 规定消化残渣和土壤改良剂的物理污染物含量（包括微塑料）按干重计不得超过0.5%。该标准后来被否决，取而代之的是一项 修订后的法律 于今年六月通过，要求该州环境机构暂停发放任何新的去包装设施许可证，直到其研究这些设施的微塑料和全氟烷基物质污染情况并制定许可标准。
佛蒙特大学博士生凯特·波特菲尔德正在研究这一问题，她表示，关于堆肥和消化残渣中微塑料含量的数据有限，关于去包装设施造成的微塑料污染的信息则更少。
波特菲尔德和其他佛蒙特大学研究人员最近完成了一项 现有研究综述 （目前仍为预印本），发现堆肥和消化残渣中的微塑料含量范围从每 公斤数十个到数万个颗粒不等。波特菲尔德表示，这项研究“让我们深刻认识到，塑料在有机回收中是一个系统性问题”。“而且这绝不仅仅是使用脱包装机的系统所独有的问题。”
此外，研究作者指出，农场中还存在其他潜在的微塑料来源，例如包膜肥料颗粒和地膜。
在2021年一项 关于食物垃圾污染的研究中，美国环保署指出，在成品堆肥中“反复观察到”塑料。在某些情况下，堆肥系统和厌氧消化器的运营商会因塑料污染流而拒绝接收 incoming 食物垃圾，这意味着这些有机物最终被填埋处理。
该机构补充说，脱包装机和其他预处理技术可以降低塑料污染，但“尚不清楚这些技术在多大程度上可能无意中将微塑料或纳米塑料引入最终产品。”
波特菲尔德目前正在研究来自统一食品制造废物流——本例中为冰淇淋桶——的脱包装机食物浆液以及源头分类的市政食物残渣中的微塑料水平。UVM的研究人员还在分析脱包装食物浆液中出现的塑料类型，以了解某些种类的塑料是否更容易或更不容易碎裂。
“我认为这就是我们需要努力的方向——重新设计包装，使其在食物被浪费时能够与食物的处理方式兼容，”她补充道。
下一步计划
四个州 ——加利福尼亚州、马里兰州、华盛顿州和俄亥俄州——已经针对堆肥中的塑料污染物制定了基于重量的标准；其他一些州则对所有物理污染物制定了更为通用的标准。只有加利福尼亚州制定了同时适用于土地利用的消化残渣中塑料（具体来说是塑料薄膜）的标准。波特菲尔德指出，这些基于重量的标准与对土壤改良剂中微塑料污染的科学研究之间存在“脱节”，后者通常统计塑料颗粒的数量，这意味着现行法规不一定以科学为依据。
佛蒙特州并不是唯一一个监管机构正在更密切关注去包装机的州。几年前，宾夕法尼亚州一个拥有厌氧消化器的奶牛场安装了一台Scott Turbo去包装机，用于清理投入消化器的食物垃圾，正如 《BioCycle》所报道的。但当该农场主联系州环境保护部门，询问能否将去包装机产生的食物浆液用于其他消化器时，该机构与农场主都担忧地发现，在施用消化残渣的田地中存在可见的塑料颗粒。
这些担忧促使该部门修改了农场去包装机的许可证，要求在消化残渣及其土地利用区域中“不得有可见塑料颗粒”。
鉴于PFAS在食品包装中的广泛使用，专家表示，这些化合物也出现在堆肥中并不令人意外。美国环保署在一份 报告中 去年发布的一项研究指出，研究发现堆肥中的PFAS含量范围为每公斤2.3至75微克，其中由食物垃圾制成的堆肥中PFAS含量高于由庭院垃圾制成的堆肥。
堆肥和环保倡导者最近在纽约和佛蒙特州作证时表示，各州应推动有机物的源头分类，包括与包装分离，并进行适当的教育，以便从一开始就尽可能形成清洁的有机废弃物流。
ILSR的普拉特表示，她的组织并非完全反对去包装设备。但该组织确实反对州环保机构制定促进有机物与其他废弃物混合的规则，她认为纽约就采取了这种做法。
去年，纽约环保监管机构正在制定法规，以实施该州对大型食物垃圾产生者处理有机物的禁令，该禁令于2022年初生效。该州环境保护部 要求 企业和机构在收集前将有机物与其他材料分开，但如果产生者将食物垃圾送往能够清理的设施，则可免除该要求。
“各州可以要求，如果你是超市，有腐烂的土豆或克莱门氏小柑橘，你不允许将未包装的废弃农产品与包装好的东西混在一起，”普拉特说。
Vanguard表示，理想情况下，未包装的有机废物应保持分离，其部分合作伙伴会在店内将未包装的有机废物研磨成浆液，直接送往消化池。但很少有商店具备这样的处理能力，而Vanguard的目标是让有机废物回收尽可能简单。
“Vanguard的公共关系经理Billy Kepner通过电子邮件表示：“如果商店需要将包装废物送往一处，而散装有机废物送往另一处，这对它们来说成本效益不高，而且很可能最终会被送往垃圾填埋场或有害的焚烧设施。”
在参观过程中被问及微塑料污染问题时，Hanselman表示，美国对用塑料包装的廉价食品已经上瘾——在塑料包装数量减少之前，要从有机废物流中消除微塑料将是一项挑战。Vanguard已与杂货店客户讨论过尽可能使用更多纸板包装的问题。
该公司目前不对其食物浆液或消化产物进行微塑料检测，在其运营所在的州目前也没有此要求。Hanselman表示，Vanguard并不担心微塑料会影响其销售消化产物或将其用作合作农场土壤改良剂的能力，因为其使用的筛选工艺会尽可能多地提取非有机物质。
“塑料简直是一场灾难——存在真正的问题，”他说。“作为处理链上最后一环的人，我们肯定在努力做得更好。但这是一个全球性问题。”