塑料生物降解性评价标准介绍

叶丹

经理
广州慧正智联科技有限公司
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塑料的生物降解性评价离不开时间和评价环境两要素,因此评价标准需要构建稳定、可靠的评价环境体系。目前,有关生物降解试验方法国际标准或国家标准规定的降解条件模拟的环境体系主要有土壤堆埋、堆肥化和水体环境
研究课题:工程塑料

塑料的生物降解性评价离不开时间和评价环境两要素,因此评价标准需要构建稳定、可靠的评价环境体系。目前,有关生物降解试验方法国际标准或国家标准规定的降解条件模拟的环境体系主要有土壤堆埋、堆肥化和水体环境,测定生物降解过程中释放的生物气体量,通过计算聚合物所含有机转化为生物气体的百分比来获得生物降解率。

主要分类

1. 土壤堆埋降解评价标准

2. 堆肥降解评价标准

3. 水体环境降解评价标准

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1、土壤堆埋降解评价标准

土壤中的生物降解性一般需要满足3个基本条件:(1)完全生物降解,降解率超过 90%;(2)降解周期为 0.5~2 年;(3)无重金属元素,对土质和环境没有污染。

目前,行业内有美国材料与试验协会(ASTM)制定的 ASTM D 5988标准、国际标准组织(ISO)制定的 ISO 17556 标准和法国标准组织(AFNOR)制定的 NF U52-001 标准。表1 对几个标准内容进行了比较。

这几项标准的评价方法是通过测定 CO2 的释放量或 O2 的消耗量间接计算材料的生物降解率。通常会在评价试验中加入微晶纤维素作为参比材料,作为试验结果有效性评判的基准。降解试验温度与自然界相近,一般为 20~28℃,评价时长 6~12 月。

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2、堆肥降解评价标准

可被堆肥化处理的塑料又被称为可堆肥降解塑料,其与其他市政垃圾或农作物秸秆等一起经发酵转变为有机肥料。一般可堆肥降解塑料需满足3 个基本条件:(1)塑料中有机碳在有氧条件下完全转变为 CO2、H2O、无机盐,实现完全矿化;(2)聚合物分子链可在微生物作用下断裂;(3)与堆肥过程相匹配的快速降解性。

目前,此种方法的评价标准有ASTM D5338、ISO 14855 和欧盟EN 14046,表2 对三个标准的内容进行了对比。

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3、水体环境降解评价标准

水体环境可分为淡水水体、海洋水体和污水水体等环境。目前,国际标准有BS EN ISO 14851:2004 、BS EN ISO 14852:2004、BS ISO 13975:2012 和 BS EN ISO 14853:2016,表3 比较了污水环境中塑料生物降解性评价标准。表 4 对海洋环境塑料生物降解性标准进行了比较。

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