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塑料生物降解性評估 降解塑料根據降解機理,可以分為光降解塑料、熱氧降解塑料和生物分解塑料。按照目前的標準,一般光降解塑料和熱氧降解塑料的降解性能通過其降解前后的物理力學性能或微觀結構的變化來表征;而生物分解塑料的降解性能往往是考核其所包含的有機碳在各種降解的條件下能否轉化成小分子物質如水、二氧化碳或甲烷以及生物死體等。因此,降解塑料種類不同,其評價方法也不一樣。 堆肥試驗方法 實驗室堆肥試驗方法,按照給氧條件又可以分為需氧堆肥和厭氧堆肥,目前已有標準規定塑料在受控堆肥化條件下最終需氧生物分解和崩解能力的測定方法。 測定方法:將塑料作為有機化合物在受控的堆肥條件下,通過測定其排放的二氧化碳的量來確定器最終需氧生物分解能力,同時測定在試驗結束時的塑料的崩解程度。本方法模擬混入城市固體廢料中有機部分的典型需氧堆肥處理條件。試驗材料在堆肥產生的接種物中,在溫度、氧濃度和濕度都受到嚴格檢測和控制的環境條件下進行堆肥化。本測試方法就是試圖測定試驗材料中的碳轉化成放出的二氧化碳的轉化率,以百分率表示。 本方法國際標準化組織標準為ISO 14855-1、ISO 14855-2,美國試驗材料協會的標準為ASTM D5338,國內標準為GB/T 19277。 堆肥試驗方法 活性污泥法是采用培養好的標準污泥來培養生物分解材料,通過分析釋放出的二氧化碳或消耗的氧氣來測定材料的降解能力的試驗方法。目前國際上運用此方法較多的是日本 JIS 標準JIS K6590和JIS K6591標準,而ISO 14851和ISO 14852與其也有類似之處。JIS方法中也叫“修正 MITI活性污泥法”,使用由日本國內10個地方采取的污泥培養的標準污泥作為試驗接種物來測定微生物對材料的生物分解能力,分解的測定使用氧氣消耗測定裝置。 由于活性污泥法采用的活性污泥是液相,對試樣均一接觸,所以得到結果重復性較高,活性污泥在與自然界的凈化作用緊密相關的這一點上,可以說反映了自然界的生物分解。但是也存在一些問題如僅測定氧的消耗量,不能觀察試樣本身的形狀變化;由于活性污泥及試樣吸附作用導致誤差;如試樣中存在較多低分子部分或除聚合物外有添加成分時會發生早期分解現象;試驗形狀不同試驗結果不同。 目前國際上運用此方法較多的是日本JIS標準JIS K 6590和JIS K 6591標準,而ISO 14581和ISO 14582與其他也有類似之處。 水介質體系試驗方法 通過測量在密封呼吸測定器中的氧氣消耗的方法測定含水介質中塑料的最終需氧生物分解能力的方法在水性系統中利用好氧微生物來測定材料的生物分解率。試驗混合物包含一種無機培養基、有機碳濃度介于100~2000mg/L的試驗材料(碳和能量的唯一來源),以及活性污泥或堆肥或活性土壤的懸浮液制成的培養液。此混合物在呼吸計內密封燒瓶中被攪拌培養一定時間,試驗周期不能超過6個月。在燒杯的上方用適當的吸收器吸收釋放出的二氧化碳,測量生化需氧量,例如,通過測量呼吸計內燒瓶中維持一個恒定體積氣體所需的體積,自動地或人工地測量體積或壓強地變化(或兩者兼測),可使用如下圖所示的呼吸計。 生物分解的水平通過生化需氧量(BOD)和理論需氧量(ThOD)的比來求得,用百分率表示。(下圖引用《生物分解塑料與生物基塑料》第二版,翁云宣、付燁等編著) |