竹子热潮:这种材料适合你吗?

它不再仅仅用于提基火炬,但这种木材替代品真的能让地板、服装和其他产品更环保吗?

丹尼尔·史密斯记得他第一次尝试销售竹地板的情景。这位旧金山企业家认为他的类木产品既美观又耐用,但当他在 1994 年带着样品参加达拉斯贸易展时,反响却不如他预期的那样。没有人相信这种植物的圆形茎秆——当时在美国最常见的是后院火炬的材料——可以变成光滑、持久的地板。

史密斯说:“一位建筑师对我说,‘我很欣赏你站在设计和开发的最前沿,但我不想被那个前沿割伤。’”

史密斯已经习惯了对竹子的质疑。20世纪80年代早期,他曾在台湾花了几年时间学习普通话,并学习用竹条制作层压板的艺术。当他回到湾区后,他用一辆橙色的 Volkswagen Squareback 装满了他的竹艺品——相框和礼品盒——并开始拜访当地的画廊,坚持了一整年才完成他的第一笔销售。史密斯后来向全国各地的美术馆和博物馆出售了精致的竹盒和公文包。


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因此,当史密斯决定将业务扩展到竹地板和胶合板时,他很有耐心。他做了一些小额销售,最终在旧金山的一家画廊安装了示范地板。史密斯和当时的商业伙伴詹姆斯·方投资了一集装箱的地板,并将中国中东部一家茶叶加工厂改造成一家制造厂。史密斯 & 方公司的销售额在过去十年中平均每年增长 26%,该公司现在提供的产品范围从厨房橱柜的胶合板到篮球场的地板。

由于竹子生长迅速,并且据称几乎不需要肥料、水和杀虫剂,因此许多公司现在将竹子作为一种环保材料进行销售。除了地板和胶合板外,它还被制成织物——用于衬衫、袜子、毛巾,甚至尿布。爱好者可以找到自行车、滑板和笔记本电脑外壳。而且市场不再是精品店:地板在 Home Depot 有售,竹混纺浴袍在 L.L.Bean 可以找到——而且价格与更常见的材料具有竞争力。在经济不景气的情况下,许多竹制品仍然很受欢迎。

但是竹子生长在地球的另一半,因此它到达北美消费者的旅程具有相当大的碳足迹。而且产品制造并不像一些拥护者声称的那样“天然”。竹子的绿色资质在审查下表现如何?

超级草
作为禾本科植物的一部分,大约有 1,400 种竹子生长在各种气候和栖息地中。但大多数产品是由毛竹制成的,毛竹在中国和亚洲其他地区种植。作为地球上生长最快的植物,竹子一天之内可以长高三英尺,毛竹茎秆可以长到 75 英尺高,七英寸宽——使中国竹林感觉更像森林而不是田野。

与树木原木不同,空心管状茎秆不能简单地锯开并加工成木板。最常见的策略是将茎秆切成窄条,刨平,然后煮沸以去除吸引害虫的淀粉。制造商然后在窑中干燥条带,将它们以扁平捆绑在一起粘合,对这些捆绑施加热量和压力,最后将捆绑加工并精加工成传统形状的地板木板或胶合板。(竹屑也可以浸泡在粘合剂中并压制成块或板。)一些地板和胶合板保留其原始的浅色,一些被蒸成较深的阴影,一些被染色。

竹制产品的耐用性和价格差异很大。西雅图公司 Bamboo Hardwoods 的创始人道格拉斯·刘易斯说:“人们认为竹地板是一个有意义的描述符。” 但他说,仅凭一次经验来判断竹地板,“就像说,‘我的车坏了,所以我要批评交通运输。’”

竹地板和胶合板的硬度取决于植物收获时的成熟度——大多数专家认为理想年龄是五到六年——以及制造过程的细微差别。有些地板比典型的硬木地板软,但另一些地板要硬得多;史密斯 & 方公司最坚固的竹地板几乎比橡木硬三倍。

因此,意见不一也就不足为奇了。纽约州锡拉丘兹市东北天然住宅公司总裁兼绿色建筑顾问凯文·斯塔克说:“我很难推荐它。” 当斯塔克公司在一家医疗机构安装竹地板时,注意选择了一种宣传具有适当硬度的类型,“一切都很顺利,直到入住者搬进来,”他说。“地板在前三天就被毁坏了。”

尽管品种繁多,但竹地板和胶合板(后者用于家具和橱柜)已因其美观和环保美德而享有盛誉。该材料现在约占批发“木”地板市场的 5%。它出现在郊区住宅、联邦大楼、豪华会议中心、餐厅,甚至学校中,并获得高分。位于阿肯色州小石城的威廉·J·克林顿总统中心因其众多的“绿色”特色而闻名,拥有竹制天花板和约 7,000 平方英尺的竹地板。运营和设施主管黛比·肖克说:“我们已经接待了超过一百万人——婴儿车、高跟鞋、轮椅,你能想到的都有——而且它表现得非常好。” “我认为它在经历过的考验中做得非常好。”

增长行业
竹制品制造商喜欢吹嘘其产品的精美和耐用性,但他们尤其以其环保资质而自豪。“通过支持使用这种美丽而多功能的材料作为完整的木材替代品,我们都在帮助世界变得更加绿色!” Bamboo Hardwoods 网站宣称。

根据其支持者的说法,竹子的快速生长意味着它比生长较慢的树木吸收更多的碳,因此使地板和胶合板有资格获得能源与环境设计领导力 (LEED) 绿色建筑评级系统下的“快速可再生”材料认证 [参见 Daniel Brook 的“误导?”;大众科学地球 3.0,第 18 卷,第 4 期;2008 年]。竹子的种植几乎不需要肥料、杀虫剂、重型收割机械或灌溉,竹子的根系可以保护陡峭的堤岸免受侵蚀。

与往常一样,现实情况更为复杂。“任何时候我们都可以用阳光、水、空气等物质生产建筑材料,我们就遥遥领先了,”佛蒙特州布拉特尔伯勒 BuildingGreen 总裁兼执行主编亚历克斯·威尔逊强调说,他的出版物被广泛认为是绿色建筑世界的消费者报告。但,他补充说,“我们真的不太了解用于种植它的做法。这并不是说它们一定不好——它们在低化学投入等方面可能相当不错——但我们一直无法了解太多关于它们的信息。”

在过去的二十年中,亚洲的竹子种植蓬勃发展,自 2000 年以来,中国毛竹的产量增加了一倍多。中国竹子通常生长在家庭拥有的小块土地上,其中一些土地已经耕种了几个世纪。“竹子是大多数中国农村地区农民拥有的最佳机会之一,”马德里自治大学教授曼努埃尔·鲁伊斯-佩雷斯说,他与中国科学家一起研究竹子已有 15 年。

然而,机遇也有阴暗面:过去,需求的增加诱使种植者清理天然森林并用竹子取而代之——鲁伊斯-佩雷斯称这种做法从环境角度来看“完全是疯了”,因为它侵蚀了生物多样性并减少了碳捕获效益。但鲁伊斯-佩雷斯说,自从中国政府在 20 世纪 90 年代后期改革林业政策以来,为种植竹子而清理森林的情况已经不那么普遍了,他使用卫星图像研究了竹子种植模式。“我不是说它不会发生,但我们最近没有看到它。相反,我们看到竹子生长在陡坡和废弃的农田上”——他解释说,在那里种植可能对环境有净效益。

农场的管理水平从非常好到非常差不等,因此很难做出影响深远的绿色声明。鲁伊斯-佩雷斯说,用水量和杀虫剂用量似乎很低,但需求可能会鼓励农民加大合成肥料的使用量。尽管关于竹林中肥料使用量的统计数据很少,但近年来,肥料在整个中国农业中的使用量呈爆炸式增长,导致了一系列环境问题,包括空气、土壤和地下水污染。一个竹子生产县现在为愿意减少肥料使用量和保护生物多样性的种植者提供财政激励,但这些努力仍处于早期阶段。

中国制造
即使是竹子的拥护者也承认,该过程的后续步骤——将植物转化为地板、织物或其他产品所需的步骤——也存在环境陷阱。将条带粘合成木板的胶水可能含有甲醛,对工人和可能对消费者构成健康风险。染料可能含有重金属。

许多消费者也没有意识到,在美国销售的几乎所有光滑柔软的“竹”毛巾、T 恤、袜子和其他纺织品都是通过类似于制造人造丝的化学工艺生产的。(事实上,美国联邦贸易委员会要求大多数竹基纺织品标记为人造丝。)织物生产的具体细节是许多争论的主题,但总的来说,制造人造丝包括在碱液中“烹饪”植物材料并用二硫化碳处理它们——长期接触二硫化碳会导致神经系统损伤。多步骤过程产生粘稠溶液,该溶液通过喷嘴挤出到酸性浴中,在那里硬化成纤维。

总部位于南卡罗来纳州安德鲁斯的 Bamboosa 公司的创始人兼合伙人莫里斯·圣辛说,加工“当然是竹纤维织物的主要非绿色因素”,该公司购买在中国制造的竹纤维和纱线用于其在美国制造的服装。像许多其他美国竹制服装公司一样,Bamboosa 是河北吉藁化纤有限责任公司的客户,该公司将其产品宣传为“天然环保纤维”。但公司在加工过程中究竟消耗了多少水和能源,以及化学品的使用和丢弃地点和方式,都难以核实。旧金山进口商 Pickering International 副总裁道恩·皮克林说,此类信息“受到严密保护”,该公司也是河北吉藁的客户。(河北吉藁的代表没有回复置评请求。)

河北吉藁的环境管理体系已通过国际标准化组织认证,这仅意味着已建立识别环境影响的体系,并且公司致力于改进——而不是表明它已达到任何特定水平的绩效。

清洁人造丝生产是可能的:奥地利公司 Lenzing 使用“闭环”工艺,从木浆中制造一种人造丝织物,该工艺基本上回收了所有必需的化学品。皮克林于 2008 年参观了河北吉藁,她说该工厂确实拥有完善的废水处理系统,但闭环工艺将需要一个全新的工厂——这是一项巨大的投资,她说中国公司目前尚不愿或无法进行。

位于德克萨斯州奥唐奈尔的致力于绿色纺织品的非营利组织 Organic Exchange 的丽贝卡·卡拉汉·克莱因说,尽管制造织物的工艺当然并不完美,但竹、大豆和木基人造丝是石油衍生织物(如聚酯)的有希望的替代品。“我们有很大一部分纺织品是不可再生的。那么像竹子这样的材料是否开始将我们引向正确的方向?是的。”

绿色标准
对于一位忙碌的、倾向于绿色的消费者来说,要穿透这片未知的和权衡取舍的迷雾并不容易。广告宣传为“丝般柔软”的竹聚酯混纺尿布在环境方面是否优于用普通有机棉制成的尿布?竹制滑板可能具有生态时尚感,但它是否比枫木或玻璃纤维制成的滑板更可持续?许多专家表示,制造商仍需进行一些令人信服的工作。BuildingGreen 的编辑主任兼 LEED 评级系统材料和资源技术咨询小组的成员纳达夫·马林说:“我认为,为了让我们确信竹子是一种可持续材料,该行业需要站出来支持其论点,即它是一种管理良好的绿色产品。”

尽管距离遥远,困难重重,但一些销售竹制产品的公司与其竹农建立了长期合作关系,并吹嘘他们在实地观察到的负责任的做法。各公司开始通过农场和森林认证来支持这些声明。去年,位于内布拉斯加州林肯市的有机作物改良协会认证,包括河北吉藁使用的某些中国竹子符合美国农业部的有机标准。去年,史密斯 & 方公司还获得了森林管理委员会的批准印章——该组织的认证机构审核世界各地的可持续林业实践——用于为其工厂供货的 10,000 英亩竹林中的 3,000 英亩。

认证并非易事且价格低廉。史密斯与委员会谈判多年,该组织才同意考虑竹子。他还为调查和其他认证流程要求支付了 35,000 美元的费用,并且他继续支付年度检查和改进的费用。由于中国竹子通常在小块土地上种植,因此认证意味着制造商或进口商必须雇用额外的员工来协调数百名农民的活动。

当然,农场认证只是实现环境可信度之路上的一个站点,消费者通常必须在不完美的替代品中做出选择。BuildingGreen 的亚历克斯·威尔逊警告说,在硬木树木丰富的地区,例如美国东北部,来自管理良好的当地林场的木材,无论是否经过认证,都可能比经过认证的竹地板更环保,部分原因是来自中国的运输和卡车运输产品的碳成本。威尔逊建议,竹子获得的 LEED“快速可再生”积分应替换为更广泛的积分,其中包括树木和其他“生物基”材料,因为木材——在某些情况下不需要肥料或除草剂——在环境方面可能优于肥料或杀虫剂密集型农作物。

与此同时,关于竹制品制造对环境和人类健康的影响的问题仍然存在。史密斯 & 方公司等在其中国制造厂拥有股份的公司可以对加工过程进行更多控制;史密斯 & 方公司和包括华盛顿州班布里奇岛的 Teragren 在内的其他制造商和进口商现在提供用无甲醛胶水制成的竹地板和胶合板。河北吉藁和其他竹纤维公司已获得国际 Oeko-Tex 认证,该认证证明最终产品不含有害化学物质——尽管它没有完全解决工厂化学品的使用和处置方式,也没有解决制造过程中需要多少水和能源的问题。

史密斯的公司正在试验用无毒的大豆基胶水替代其无甲醛胶水,他说他欢迎继续施加压力以进行改进。“人们会说,‘好吧,聪明人,你解决了那个问题,但这个问题呢?’人们变得越来越有文化,也越来越关注环境,他们提出了更多尖锐的问题。但是,这些不断增长的需求向我们展示了前进的道路。”

注:本文最初印刷时的标题为“竹子热潮”。

Michelle Nijhuis 是《挚爱的野兽:为灭绝时代的生活而战》(W. W. Norton,2021 年)的作者,这是一部关于现代保护运动的历史。她住在华盛顿州。

更多作者:Michelle Nijhuis
SA Special Editions Vol 19 Issue 2s本文最初以“竹子热潮”为标题发表于 SA 特别版 第 19 卷第 2s 期 (), p. 60
doi:10.1038/scientificamericanearth0609-60
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