识别更安全和更可持续的替代品

与逐步淘汰和用无毒替代品替代塑料中的现有化学品相关的最大问题，是潜在的决策背景。例如，从公司的角度替换单一塑料产品中的化学品，对比，从监管角度来看逐步淘汰所有化学品 ，以及替代评估中的关注点，例如，工人与消费者与环境健康经常被分开考虑。（欧盟委员会 2006 年；欧盟委员会 2008a； Giubilato等人 2016 年； Fantke 2020a）。

其中一些决策环境可能包括职业、消费者、人口和生态系统暴露以及塑料产品生命周期中的毒性影响的各种组合。因此，潜在的权衡（例如，降低毒性的可能性）生产更复杂的替代品，因此会导致更高的能源消耗和相关的温室气体和有毒污染物排放，并且整个产品生命周期的环境可持续性影响通常仍未得到解决（Fantke 和 Illner， 2019年）。

为避免将负担从一个方面转移到另一个方面，在确定化学替代品和替代品评估中的可能解决方案时，应针对每个产品生命周期同时解决特定风险和可持续性影响（Sexton 和 Linder 2014；Fantke和Illner 2019 ） .

虽然在许多情况下，塑料中生物基化学品的温室气体排放量乍一看似乎低于塑料中化石基化学品的温室气体排放量，但在评估生产系统时考虑更广泛的环境影响时，情况通常并非如此。

例如，生物基塑料和生物基化学品对土地利用的压力和相关的气候变化影响。生物基聚合物对人类健康和生态系统质量的生命周期影响可能比化石基聚合物高两个数量级，这主要是由于杀虫剂的使用和收获前的焚烧做法（Tsiropoulos 等人，2015年）.此外，与其他影响相比，生物化学品可能具有更大的“环境足迹”，例如在使用农作物作为生物原料时分别因使用杀虫剂和化肥而产生的生态毒理学或富营养化相关影响（Ögmundarson 等人，2020b ）。

就其他影响而言，生物塑料和生物基化学品也可能具有更大的“环境足迹”。例如，由于土地利用变化和其他影响的增加，与传统原料相比，生物塑料还不是缓解气候变化的具有成本效益的战略，也不是减轻稀缺土地和水资源压力的战略，因为土地利用变化引起的市场调节的温室气体排放（Escobar 等人，2018 年）。在土地上乱扔垃圾和家庭堆肥的退化也是一个挑战（Greene 2012；Escobar 等人 2018）。

鉴于全球生物塑料产能将从 2018 年的约 210 万吨增加到2023年的260 万吨（欧洲生物塑料 2019），这一点尤其令人担忧。此外，可生物降解塑料不太适合机械回收，如果在分拣设施中没有与传统塑料充分分离，回收材料的质量可能会下降。

此外，还有海洋环境中“可生物降解”塑料的生物降解挑战，聚乳酸 (PLA) 几乎没有生物降解作用（Greene 2012；UNEP 2015）。生物基和可生物降解替代材料的毒性测试也表明，这些材料可能与化石燃料基塑料一样具有毒性（Zimmermann 等人，2020 年）。因此，虽然生物基塑料有助于应对化石资源挑战，但它无法解决塑料中化学物质造成的污染问题。一个迅速扩大的研究领域涉及可生物降解和生物来源塑料的生物和环境影响，以及行业标签和认证。

实地考察的结果表明，当 PLA 和其他一些生物塑料处于工业或受控堆肥条件之外时，例如在海洋环境中，它们可以持续存在多年（Greene 2012）。因此，这些类型的塑料可能会在环境中造成与传统塑料类似的风险（ Narancic等人，2018 年；Napper 和 Thompson，2019 年；Zimmermann 等人，2020 年）。

PC替代奶瓶的案例研究

PC 婴儿奶瓶由 BPA (CAS 80-05-7) 制成，在 PC 聚合物的制造过程中用作构建块（单体）。一些 BPA 单体作为杂质残留在最终产品中。 BPA 单体杂质可以从 PC 奶瓶迁移到婴儿食品中。此外，由于洗涤剂洗涤、消毒和产品使用，BPA 会通过解聚产生和释放。

BPA 是公认的内分泌破坏性化学物质会导致各种人类健康影响（ Micha łowicz 2014 年；EFSA 2015 年），这导致欧洲化学品管理局将BPA列入高度关注物质清单（ECHA 2017c）。因此，双酚 A 的影响及其在婴儿使用的产品中的存在值得关注。 PC 婴儿奶瓶有更安全的替代品，范围从不同的塑料（例如 PA、PES、PP、PE）到不同的材料，例如玻璃和不锈钢（ Simoneau等人，2012 年；Weber 等人，2018a）。

塑料玩具中含PVC化学助剂替代案例研究

PVC 玩具和儿童护理产品可能含有有害添加剂，例如邻苯二甲酸盐、短链氯化石蜡和重金属（Chen 和 Zhang，2013 年； Ionas等人，2014 年）。软PVC中增塑剂的总质量可达50%。 PVC玩具中使用的邻苯二甲酸酯类包括DEHP、DBP、BBP、邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）、邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）和邻苯二甲酸二正辛酯（DNOP）。儿童主要通过口腔、皮肤接触和可能吸入挥发性化合物直接接触 PVC 玩具中发现的邻苯二甲酸盐。这是因为邻苯二甲酸酯没有化学键合到聚合物链上，因此可以迁移和浸出（ Ionas等人，2014 年）。婴儿和儿童摄入或吸入的危险化学品水平可能超过安全接触限度（Weber 等人，2018a）。

塑料玩具中的邻苯二甲酸盐是一个主要问题，因为幼儿特别容易受到其有害影响的影响。韦伯等。 (2018a) 强调了克服 PVC 玩具中有毒添加剂问题的各种选择和替代方案，包括使用替代塑料和其他材料。首先，还有其他更安全的塑料类型可以代替软质 PVC 用于玩具，例如热塑性弹性体 (TPE)、乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 和聚烯烃（聚乙烯/聚丙烯）。其次，一些天然材料，如有机纺织品和木材，传统上被用来制造玩具、牙胶和奶嘴。这些材料通常耐用且可修复，并且已经在市场上销售（Weber 等人，2018a）。此外，考虑到不可再生化石燃料对全球环境的影响（需要单独评估），此类材料可能优于石化塑料。

医疗器械中替代聚氯乙烯和邻苯二甲酸酯的案例研究

由 PVC 制成的一次性医疗器械，如静脉输液管和输液袋、输液导管、鼻胃管、透析袋和输液管、血袋、输液管和空气管，仍在医院和保健中心广泛使用（HCWH 2013 ). PVC 实际上是医院中最常用的塑料类型（占所有塑料医疗器械的 40%），而 DEHP（双（2-乙基己基）苯 1,2-二羧酸酯，CASRN：117-81-7）是最广泛使用的增塑剂 (PVC Med Alliance 2019)。 DEHP 已被归类为对生殖有毒（1B 类），因为它会降低生育能力并且可能对未出生的婴儿特别有害（SCENIHR 2016）。与其他邻苯二甲酸酯增塑剂一样，它也被认为对生态系统构成威胁，因为它在塑料生产、使用和处置过程中很容易渗入环境中。

此外，PVC 是发展中国家使用的小型焚化炉排放 PCDD/PCDFs 的来源（ Ikeguchi和 Tanaka 2000；Zakaria 和 Labib 2003；Coutinho 等人 2006）。然而，医疗器械中含有 DEHP 的 PVC 有多种替代品可供选择，并已就其技术和经济可行性、危害、风险和生命周期考虑因素进行了分析（Weber 等人，2018a）。

首先，有许多非 PVC 材料可供选择，适用于各种不需要邻苯二甲酸盐或其他软化剂的医疗应用。这些材料包括 PP、PE、其他聚烯烃、EVA 和硅胶（瑞典环境管理委员会，2012 年）。由 Health Care Without Harm (HCWH) Europe 开发的更安全的医疗器械数据库1列出了大约 200 种 PVC 医疗器械的替代产品（HCWH 2013）。使用含 DEHP PVC 替代品的医疗器械示例包括：

 EVA、多层聚乙烯、聚丙烯材质的无PVC袋，性价比高，技术含量高

与PVC袋竞争；

 适用于所有应用的不含 PVC 的静脉注射袋和其他袋；

 由 PUR 或硅胶制成的不含 PVC 的管材，在市场上可用于大多数医疗应用；

 丁腈制成的一次性手套，很容易买到。

其次，在非 PVC 材料在技术或经济上不可行的情况下，也有可能用更安全的替代增塑剂替代 DEHP，例如Hexamoll DINCH（1,2-环己烷二甲酸二异壬酯）、三（2-乙基己基）苯-1,2,4-三羧酸盐、柠檬酸盐、己二酸盐或偏苯三酸盐(SCENIHR 2016; Weber et al. 2018a)。

电子产品中替代卤化阻燃剂的案例研究

有机卤素化合物已广泛用作塑料材料中的阻燃剂。十溴二苯醚于 2017 年被列为《斯德哥尔摩公约》下的持久性有机污染物，例如，在电子产品中已被十溴二苯乙烷 (DBDPE)（CAS：84852-53-9）等卤化替代品取代。室内暴露是PBDE 的已知主要人类暴露途径（ Imm等人，2009 年），但对于替代卤化阻燃剂也是如此（Araki 等人，2014 年； Niu等人，2019 年）。欧盟生态标签限制在电子显示器的外壳和支架中使用卤化阻燃剂（欧盟委员会 2019a）。

电子产品中 PBDE 和其他卤化阻燃剂的替代可以在三个不同的层面上发生：( i ) 阻燃剂替代，(ii) 材料替代，以及 (iii) 产品重新设计（ Öko-Institut 2003 年；Pure Strategies Inc. 2005 年；Weber等人 2018a)。通过改变树脂体系和使用磷基阻燃剂可以获得最具成本效益的非卤化替代品。在这些替代品中，只有 HIPS/聚（对苯醚）(PPE) 是 100% 无卤素的。 PC/ABS 和 PC 系统通常包含少量含氟聚合物（大约 0.3%）以防滴落。虽然金属或木材等其他替代品也是可能的，但由于成本和性能问题，它们并未得到广泛使用（ Öko-Institut 2003；Pure Strategies Inc. 2005；Weber 等人 2018a）。最后，可以重新设计产品，以最大限度地减少或消除塑料部件对阻燃剂的需求。例如，可以重新设计电子设备以将电压供应或热供应与可燃塑料分开。或者，用金属部件屏蔽电源可降低阻燃性要求，使不含阻燃剂的 HIPS 成为可行的替代品 ( Öko-Institut 2003)。

惠普 (HP) 指出，大多数主要信息技术品牌已在很大程度上淘汰了 PVC 和其产品中的卤化阻燃剂。为避免使用有问题的化学品替代，惠普迄今已使用 Green ScreenTM方法评估了 160 种替代品，从而生成了一份推荐物质的正面清单，供其所有供应商使用 (PINFA 2017)。惠普还一直在与不同的生态标签计划合作。 2015 年，瑞典 TCO 生态标签采用了 Green ScreenTM ，并列入了一份评估为基准 2 或更高的磷和无机阻燃剂清单，这些阻燃剂可用于 TCO 认证产品（PINFA 2017）。