瑞典教授解读:生物降解性能测试技术有哪些?哪个技术更好?

生物降解材料研究院报道,8.11的直播《全球禁限塑趋势及生物降解性能检测中常见问题与解决方案》中,瑞典隆德大学环境生物技术教授、碧普仪器执行董事刘京介绍了常用的生物降解性测试方法和技术,对各项技术进行了评估比较,并指出,未来的降解测试会非常地多,我们要做的是人力消耗尽可能减少的检测方法。

有氧生物降解性测试方法

淡水有氧环境aquatic (fresh water) aerobic biodegradation

  • ISO 14851(塑料)→国家标准GB/T 19276.1;ISO 14852(塑料)→国家标准GB/T 19276.2;ASTM D5209 (塑料);JIS K 6951(塑料)

  • ISO 9439 (有机化合物); ISO 14593 (有机化合物); OECD 301 A&F (化合物); EN 14047 (包装材料)

海水有氧环境aquatic (sea water) aerobic biodegradation

  • ISO 18830 (非漂浮塑料)→国家标准GB/T 40611;ISO 19679 (非漂浮塑料)→国家标准GB/T 40612;ISO 22404 (非漂浮塑料)→国家标准GB/T 40367;ISO 23977-1&2 (塑料)

土壤有氧环境soil biodegradation

  • ISO 17556(塑料)→国家标准GB/T 22047;ASTM 5988(塑料)

  • ISO 11266 (有机化合物);ISO 23517(农业地膜)

堆肥环境composting biodegradation

  • 工业可堆肥测试standard controlled composting biodegradation Test:ISO 14855-1 (塑料)→国家标准GB/T 12771;ISO 14855-2 (塑料)→国家标准GB/T 19277.2;ASTM D5338 (塑料); EN 14046 (包装材料); JIS K 6953 (塑料)

  • 矿物床工业堆肥测试Mineral Bed Composting Test:ISO 14855-1 (塑料); ISO 14855-2 (塑料)

  • C14同位素工业堆肥测试Radio-labelled 14C-atoms Composting biodegradation test:ASTM D6340 (取消)

厌氧生物降解性测试方法

水性培养液厌氧消化环境aquatic anaerobic biodegradation

  • ISO 14853 (塑料) →国家标准GB/T 32106

受控污泥消化厌氧环境controlled slurry digestion system

  • ISO 13975 (塑料)→国家标准GB/T 38737

  • ASTM D5210 (塑料); ISO 11734 (有机化合物); OCED 311 (有机化合物)

高固态厌氧消化环境high-solids anaerobic digestion conditions

  • ISO 15985 (塑料) >国家标准GB/T 33797; ASTM D5511 (塑料)

垃圾填埋厌氧消化环境accelerated landill

  • ASTM D5526 (塑料); ASTM D5525 (塑料)

有氧生物降解性检测技术

通过测定密闭呼吸计中需氧量

  • 通过气压式密闭呼吸仪直接检测氧气的消耗

通过测定释放的二氧化碳量的方法

  • 先碱性溶液吸附,再测定被固定的CO2:溶解无机碳(DIC)、氢氧化钡滴定、电导率、重量法等

  • 直接测定,如通过红外分析仪和流量计同时测二氧化碳浓度和气体流量。

检测越多误差越多,在所有的检测方法里面最理想的情况是把检测的步骤减少。步骤越简单,理论上讲得到的数据误差就越小。

厌氧生物降解性检测技术

通过测量释放的生物气(甲烷和二氧化碳混合气)

  • 压力法计算气体体积

  • 容量法、体积法直接测定体积

检测技术优缺点分析

检测技术各有优缺点,如何对他们进行评估?刘教授根据他多年的行业经验,列出了几个重点评估要素:环境因素(温度、压力、水蒸气)、数据品质(精确度、准确度等)、人力消耗、用户使用友好性、系统复杂度。

首先看环境因素的影响,因为检测一般是气体,气体受温度、压力甚至气体成分的影响,如环境温度的变化会引起气体的膨胀或冷缩。

另外数据品质、人力消耗以及用户使用友好性也非常重要,因为未来随着各国禁限塑令的实施,新材料的开发是至关重要的,而且不光是新材料的降解性需要检测,最终产品的生物可降解性也需要评估,因为产品的降解性跟原材料的降解性不一定是一样的。

也就是说,未来的测试会非常地多,如果以后的测试依然是耗时耗力、用户友好性差的话,在实际的操作过程中毫无疑问是不太可行的。因此,为了满足未来的检测需求,我们要做的是人力消耗尽可能减少,用户友好性好,数据量要大、精确度要高的检测方法。

以下是各项检测技术的对比评估:

刘教授认为,要应对大量测试,自动化和高精度的设备会有更好的前景。而在检测技术方面,就个人经验而言,他比较倾向于在厌氧生物降解测定方面用体积法,在有氧生物降解测定方面用密闭呼吸仪。

本文内容摘自8.11瑞典隆德大学环境生物技术教授、碧普仪器执行董事刘京的直播《全球禁限塑趋势及生物降解性能检测中常见问题与解决方案》。
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