GBT 22047-2008 土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法.pdf

I C S8 3 0 8 0 0 1G3 I瘩雷中华人民共和国国家标准G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 I S 017 5 5 6：2 0 0 3土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法P l a s t i c s-D e t e r m i n a t i o no ft h eu l t i m a t ea e r o b i cb i o d e g r a d a b i l i t yi ns o i lb ym e a s u r i n gt h eo x y g e nd e m a n di nar e s p i r o m e t e ro rt h ea m o u n to fc a r b o nd i o x i d ee v o l v e d2 0 0 8 0 6 18 发布(I S O1 7 5 5 6：2 0 0 3，I D T)2 0 0 9 0 5 01 实施宰瞀髅鬻瓣訾麟赞星发布中国国家标准化管理委员会仪1 9刖昌G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 L s()1 7 5 5 6：2 0 0 3本标准等同采用I S O1 7 5 5 6：2 0 0 3 土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定通过测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法(英文版)，技术性内容完全相同，仅作如下编辑性修改：“本国际标准”一词改为“本标准”；用小数点“”代替作为小数点的逗号“，”；删除了国际标准前言。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D 和附录E 为资料性附录。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：轻工业塑料加工应用研究所。本标准参加起草单位：内蒙古蒙西高新技术集团有限责任公司、浙江华发生态科技有限公司、深圳市中京科林环保塑料技术有限公司、福建百事达生物材料有限公司、武汉华丽环保科技有限公司、巴斯夫(中国)有限公司、宁波天安生物材料有限公司、天津思态利降解塑料有限公司、深圳市禾田一环保科技有限公司、福建泛亚科技发展有限公司、国家塑料制品质量监督检验中心(北京)、四川大学。本标准主要起草人：翁云宣、张先炳、张英、王世和、沈华峰、沈莉萍、向辉、陈学军、贾伟生、马洪章、叶新建、李字义、王玉忠、毛国玉、孔力、丁少忠、余润保、刘彩霞。G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 1 5 01 7 5 5 6：2 0 0 3引言塑料随着使用量的增加，回收和处理已变成一个热点。而回收利用应作为优先选择，但塑料要完全回收利用是困难的，例如消费者随意抛弃的塑料垃圾，另外，如一些难回收的塑料如渔具、农业地膜和水溶性的聚合物等，这些材料被遗弃到环境中。采用可生物分解材料是解决这类环境问题的有效途径之一。一些规定在水性培养液堆肥条件下塑料材料最终需氧厌氧生物分解能力的测定的国际和国家标准已经颁布，因此制定这些材料在土壤中最终需氧生物分解能力的测定方法是非常重要的。G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 I S 01 7 5 5 6：2 0 0 3土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法警告：废水、活性污泥、土壤和堆肥中可能含有潜在致病菌，因此，处理时应采取适当的防护措施。处理毒性试验化合物或性质未知的化合物时须特别小心。1 范围本标准规定了通过测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳量的方法，测定土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力。本标准通过调整试验土壤的湿度以获得生物分解率的最佳程度。如果采用未经预曝置的土壤作为接种物时，本试验仅模拟在自然土壤环境中的生物分解过程；如果使用预曝置的土壤时，本标准可用来测定试验材料潜在的生物分解性能。本标准适用于以下材料：天然和(或)合成聚合物、共聚物或它们的混合物；含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料；水溶性聚合物；在试验条件下，不会对土壤中的微生物的活性产生抑制作用的材料，抑制作用可应用抑制控制或其他适当方法(见I S O8 1 9 2：1 9 8 6)来测得。如果试验材料对土壤中的微生物的活性有抑制作用时，可采用较低浓度的试验材料、其他接种物或已预曝置的土壤。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。I S O8 1 9 2：1 9 8 6 水质活性污泥耗氧抑制作用的试验I S O1 0 3 8 1 6：1 9 9 3 土壤质量采样第6 部分：实验室里需氧生物过程用土壤的收集、处理和贮藏技术指导I S O1 0 3 9 0：1 9 9 4 土壤质量p H 值的测定I S O1 0 6 3 4：1 9 9 5 水质用于连续测定难溶于水的有机化合物在水性培养液中生物分解能力培养液的配制与处理的技术指导I S O1 0 6 9 4：1 9 9 5 土壤质量干烧后总有机碳的测定(元素分析法)I s O1 1 2 6 6：1 9 9 4 土壤质量需氧条件下土壤中有机化学物生物分解实验室试验技术指导I S O1 1 2 7 4：1 9 9 8 土壤质量水保持力特性的测定实验室方法A S T MD5 9 8 8-1 9 9 6 堆肥后塑料残余物在土壤中需氧生物分解能力测定方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3 1最终需氧生物分解u l t i m a t ea e r o b i cb i o d e g r a d a t i o n在有氧条件下，有机化合物被微生物分解为二氧化碳(C O z)、水(H z 0)及其所含元素的矿化无机盐G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 I S 01 7 5 5 6：2 0 0 3以及新的生物质。3 2生化需氧量b i o c h e m i c a lo x y g e nd e m a n d，B O D在特定条件下，试验材料在水中由于需氧生物氧化作用所消耗的溶解氧的质量浓度，以每毫克或克试验材料吸收氧气的毫克数表示(m g 吸收氧气m g 或g 试验材料)。3 3溶解有机碳d i s s o l v e do rg a n i cc a r b o n，D O C溶解在水中、无法以特别相分离方法(如4 00 0 0m s _ 2 离心分离1 5r a i n 或孔径0 2p m o 4 5p m过滤膜过滤)而分离的有机碳。3 4理论需氧量t h e o r e t i c a lo x y g e nd e m a n d，T h O D将试验材料完全氧化所需氧气的理论最大值，可由分子式计算得到，以每毫克或克试验材料吸收氧气的毫克数表示(m g 吸收氧气m g 或g 试验材料)。3 5二氧化碳理论释放量t h e o r e t i c a la m o u n to fe v o l v e dc a r b o nd i o x i d e，T h C 0 2试验材料完全氧化时所能生成的二氧化碳理论最大值，可由分子式计算得到，以每克或每毫克试验材料释放出的二氧化碳的毫克数表示(m gC O。g 或m g 试验材料)。3 6迟滞阶段l a gp h a s e从试验开始一直到微生物适应(或选定了)分解物，并且试验材料的生物分解程度已经增加至最大生物分解率1 0 时所需要的天数。3 7生物分解阶段b i o d e g r a d a t i o np h a s e从迟滞阶段结束至达到最大生物分解率的9 0 时所需的天数。3 8最大生物分解率m a x i m u ml e v e lo fb i o d e g r a d a t i o n试验中，试验材料不再发生生物分解时的生物分解程度，以百分率表示。3 9平稳阶段p l a t e a up h a s e从生物分解阶段结束至试验结束时所需的天数。3 1 0前处理p r e-e o n d i t i o n i n g在与试验条件相同情况下，在没有化学组分或有机物质存在下，对土壤预培育，目的是使微生物适应试验条件以提高试验效果。3 1 1预曝置p r e-e x p a s u r e在与试验条件相同情况下，在有化学组分或有机物质存在下，对土壤预培育，目的是通过适应和或选择微生物来增强土壤对试验材料的生物分解能力。3 1 2湿含量w a t e rc o n t e n t土壤在1 0 5 干燥至恒重时所有挥发的水分质量除以干土壤质量(即土壤样品中水分质量和土壤颗粒的比率)。2G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 1 5 01 7 5 5 6：2 0 0 33 1 3水保持能力w a t e r-h o l d i n gc a p a c i t y水饱和土壤在1 0 5 干燥至恒重时所有挥发的水分质量除以干土壤质量。4 原理本方法通过调整土壤的湿度以获得在试验土壤中塑料材料生物分解率的最佳程度。将塑料材料作为唯一的碳和能量来源与土壤混合。将混合物放在细颈瓶中，测定需氧量(B O D)或释放的二氧化碳量。例如，测定生化需氧量(B O D)，可通过测量在呼吸计内烧瓶中维持一个恒定体积气体所需氧的体积或自动地或人工地测量体积或压强的变化(或两者兼测)，合适的呼吸计示例参见附录A。又例如测定释放的二氧化碳，可将无二氧化碳空气通过土壤，再测定试验材料生物分解期间释放二氧化碳量。以上两个方法示例参见附录B 和附录c。生物分解率通过生化需氧量(B O D)和理论需氧量(T h O D)的比或用释放的二氧化碳量和二氧化碳理论释放量(T h c O：)的比来求得，结果用百分率表示。在测定B O D 过程中，应考虑可能发生的硝化作用的影响。当生物分解率恒定时或试验时间已经6 个月后可终止试验。与I S O1 1 2 6 6：1 9 9 4 不同的是，I S O1 1 2 6 6：1 9 9 4 主要测定各种有机组分，而本标准主要测定材料的生物分解能力。5 试验环境培养应在黑暗或弱光密闭空间中进行，该空间应没有抑制微生物繁殖的蒸汽，并保持恒温2 0 2 5，或根据使用的培养基和被评估的环境选择其他合适的温度。8 材料6 1 蒸馏水或去离子水不含毒性物质，溶解有机碳含量(D O C)2m g L。6 2 二氧化碳吸收剂碱石灰颗粒或其他适宜的吸收剂。7 仪器所有的器皿应清洁干净，不能附着任何有机物或毒性物质。7 1 密闭呼吸计装有搅拌器和其他必需配备的试验容器(玻璃烧瓶)，并放置在恒温箱或者自动调温装置(如水浴)中，示例参见附录A。注：能准确测定生化需氧量的任何呼吸计均可使用。7 2 测定释放的二氧化碳的仪器7 2 1 试验烧瓶玻璃容器(例如玻璃烧瓶)，可通人气体、摇动或搅拌，而且连接管路不能泄漏出二氧化碳。试验装置应放在恒温箱内或在恒温装置(例如水浴)中。7 2 2 不舍二氧化碳的空气供气系统能够提供流量一定的不含二氧化碳的空气至每个试验烧瓶中，并能保持恒定流速且偏差在土1 0 范围内(参见附录B)，但A S T MD5 9 8 81 9 9 6 中规定的培养仪器也可适用。7 2 3 测定二氧化碳的分析仪器用于直接测定二氧化碳，或者用碱性溶液完全吸收后再通过测定溶解无机碳(D I C)来计算二氧化碳量(参见附录c)。如果用连续红外分析仪或气相色谱仪直接测量排放气中的二氧化碳量，需要精确3G B T2 2 0 4 7-2 0 0 8 I S 01 7 5 5 6：2 0 0 3控制并测量空气流量。7 3 分析天平7 4p H 计8 程序8 1 试验材料试验材料应已知质量且含有足量的碳，产生的生化需氧量(B O D)能被使用的呼吸计检测到。由化学分子式计算或由元素分析仪测定总有机碳(T O C)，并计算理论需氧量(T h O D)和二氧化碳理论释放