GBT 19276.2-2003水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法.pdf

G B/T 1 9 2 7 6.2-2 0 0 3/I S O 1 4 8 5 2:1 9 9 9月 U青 本标准等同采用 I S O 1 4 8 5 2:1 9 9 9 水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法(英文版)。全国塑料制品标准化中心生物可分解材料工作组在 1 9 9 9 年2 0 0 2年间进行了一系列实验室试验，在验证试验的基础上制定了本标准。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D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。本标准由天津丹海股份有限公司负责起草，深圳市绿维科技有限公司、武汉华丽环保科技有限公司、宁波天安生物材料有限公司、内蒙古蒙西高新技术集团有限责任公司、国家塑料制品质量监督检验中心(北京)参加起草。本标准主要起草人:翁云宣、刘嘉藩、陈家琪、杨惠娣、徐凤霞、孔力、张先炳、王世和、陈学军、叶新建、毛国玉、刘彩霞。G B/T 1 9 2 7 6 之-2 0 0 3/I S O 1 4 8 5 2:1 9 9 9引言 随着塑料使用量的增加.回收和处理已变成一个热点，但塑料要完全回收是困难的。另外，一些难回收的塑料如渔具、农业用翟盖物和水溶性的聚合物等，常常从封闭的垃圾处理循环系统中泄漏到环境中去。采用叮生物分解材料是解决这类环境问题的有效途径之一。被送至堆肥设备的产品或包装材料应尽可能地生物分解。所以测定这些材料可能的生物分解能力和获得在自然环境中它们生物分解能力的指标就很重要。为了规范测定水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的方法，特制定本标准 警告 废水、活性污泥、土壤及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G B/T 1 9 2 7 6.2-2 0 0 3 八S O 1 4 8 5 2:1 9 9 9 水性培养液中材料最终 需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法范 围 本标准规定r 在试验条件下将试验材料曝置于if:活性污泥、堆肥或土壤配制成的水性培养液中，并通过测是释放的二氧化碳最来测定试验材料包括含添加剂的塑料的需氧生物分解能力的方法 如果采用未经适当处理的活性污泥作为接种物时，本试验仅模拟在自然含水环境中的生物分解过程:如果使用混合的或预曝置的接种物时，本方法可用来测定试验材料潜在的生物分解性能 本标准采用的试验条件并不一定为产生最大生物分解性能的最佳条件，但本标准设计上是用来测定材料的潜在生物分解能力或表示自然环境中材料的生物分解性能 通过计算碳平衡嗽可提高对生物分解性能评估的准确度(可选项，见附录(:)本方法适用于以下材料:天然和厂 或合成聚合物、共聚物或它们的混合物;一 含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料;一 水 溶性聚合 物:在试验条件下，不会对接种物内微生物产生抑制作用的材料，抑制作用t i 应用抑制控制或其他适当方法来测得，如果试验材料对接种物有抑制作用时，可在较低的试验浓度下使用其他接种物或己预曝置的接种物2 规范性引用文件 F 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 IT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川这些文件的胶新版木。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准 I S O 8 2 4 5 _ 1 9 9 9 水质总有机碳(T O C)及溶解有机碳(D O C)的测定指南 丁 S O 9 4 3 9:1 9 9 9 水质水性培养液中有机化合物最大需氧生物分解能力的测定二氧化碳释放试验 I S O 1 0 6 3 4,1 9 9 5 水质用于连绩测定难溶于水的有机化合物在水介质中生物分解能力培养液的配制与处理的指 导原则 l S O i T R 1 5 4 6 2:1 9 9 7 水质生物分解能力的选择性试验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 e a e r o b i c b 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,)、水(H,O)及其所含兄素的矿化无机盐以及新的生物质3.2 活性污泥:c t i v a t e d s l u d g e 废水好气处理时，在溶解氧的存在下，由细菌和其他微生物繁殖而产生的生物质G B/T 1 9 2 7 6.2-2 0 0 3/I S O 1 4 8 5 2:1 9 9 93.3 活性污泥中的悬浮固体浓度 c o n c e n t r a t i o n o f s u s p e n d e d s o l i d s i n a n a c t i v a t e d s l u d g e 已知体积的活性污泥经过滤或离心后，于 1 0 5 下干燥至恒重所得到的固体量3.4 溶解无机碳 d i s s o l v e d i n o r g a n i c c a r b o n,D I C 溶解在水中无法以特别相分离方法(如4 0 0 0 0 m s-z 离心分离 1 5 m i n 或孔径0.2 ji m-0.4 5 i m过滤膜过滤)而分离的无机碳。3.5 二氧化碳理论释放量t h e o r e t i c a l a m o u n t o f e v o l v e d c a r b o n d i o x i d e,T h C O,试验材料完全氧化时所能生成的二氧化碳的理论最大值，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 g C O z/g 或 m g 试验材料)3.6 总有机碳t o t a l o r g a n i c c a r b o n,T O C 悬浮或溶解在水中的有机物所含有的总碳量3.7 溶解有机碳 d i s s o l v e d o r g a n i c c 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 0 0 0 0 m一 2 离心分离1 5 m i n 或孔径。.2 cm-0.4 5 p m过滤膜过滤)而分离的有机碳。3.8 迟滞阶段l a g p h a s e 从试验开始一直到微生物适应和(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3.9 最大生物分解率 m a x i m u m l e v e l o f b 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3.1 0 生物分解阶段b i o d e g r a d a t i o n p 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。3.1 1 平稳阶段p l a t e a u p 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 2 预曝置 p r e-e x p o s u r e 在试验材料的存在下对培养液进行的预培养，目的是通过适应和(或选择)微生物来增强培养液对试验材料的生物分解能力。3.1 3 前处理p r e c o n d i t i o n i n g 在没有试验材料存在的情况下.对培养液预培养，目的是使微生物适应试验条件以提高试验效果4原 理 在水性系统中利用好气微生物来测定试验材料的生物分解率。试验混合物包含一种无机培养基、有机碳浓度介于 1 0 0 mg!L-2 0 0 0 m g/I的试验材料(碳和能量的唯一来源)，以及活性污泥或堆肥或活性土壤的悬浮液制成的培养液。混合物在试验烧瓶中搅拌并通以去除二氧化碳的空气，试验周期依G B/T 1 9 2 7 6.2-2 0 0 3 八S O 1 4 8 5 2:1 9 9 9赖于试验材料生物分解能力，但不能超过6 个月。微生物分解材料时释放出的二氧化碳可用合适的方法来测定 例如附录A、附录B所示。生物分解程度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，以百分率表示由生物分解曲线的平稳阶段求得试验材料的最大生物分解率 此外 可选择性计算碳平衡量以对生物分解的过程提供附加信息(见附录C)与I S O 9 4 0 8 不一样的是，I S O 9 4 0 8 是使用各种不同的有机组分 而本标准特别地制订用于测定材料的生物分解能力。特殊设备的使用会影响培养液、试验培养基的选择，这时可通过碳平衡量的计算来提高生物分解能力的评价。5 试验环境 培养应在黑暗的或弱光的密闭空间中进行，该空间应没有抑制微生物繁殖的蒸汽，并保持恒温2 3 士V C,，或根据使用的培养液和被评估的环境选择其他合适的温度 注:使用堆肥培养液时.适宜采用较高的祖度如 4 5 0C6 试剂 使用分析纯级试剂61 蒸馏水或去离子水 不含毒 性物质(特别是铜)，溶解有机碳(D O C)含量百2 m g/L62 试验培养基 根据试验目的不同可选用不同的试验培养基例如:模拟自 然环境时可使用标准的试验培养基;如果试验材料浓度较高时 可使用具有较高缓冲能力和t o 养基浓度的优化试验培养基6.2.1 标准试验培养基6.2.1.1 溶液 A 溶解:K 14,P O,(无水)8.5 g;K,HP O(无水)2 1.7 5 g;N a;H P O,2 H()3 3.4 g;N1 1 C L0.59;于水(见6.1)中.加水(见6.1)稀释至 1 0 0 0 ml-注 正确配制时 溶液的P H值应为?I6,2.1.2 溶液 B 溶解M g S O。7 H()2 2.5 g 于水(见.1)中 加水(见6.1)稀释至1。m l-6.2.1.3 溶液C 溶解 C.C l_ 2 _ O 3 6.4 g 于水(见6.1)巾、加水(见6.1)稀释至 1。m16.2.1.4 溶液 D 溶解F c C l，6 H _ 0.2 5 g 于水(见6.1)中，加水(见6扮稀释至 1 0 0 0 m l 为避免溶质析出，本溶液应在临用前配制，或在溶液中加人一滴浓 H C I 或一滴浓度为。.4 g/L的乙二胺四乙酸(E D1:A)水溶液62 1.5 制备 在培养瓶中依次加人水(见6.1)5 0 0 m 1 _,溶液A 1 0 ml.和溶液 3,C,D各 飞。工加水(见6.1)稀释币 1 0 0 0 n i tG B/T 1 9 2 7 6.2-2 0 0 3/I S O 1 4 8 5 2:1 9 9 96.2.2 优化试验培弄基 优化试验培养基经过高度缓冲并含较多无机营养物，在试验期间，即使试验材料总有机碳含量较高时，也应保持恒定的p H值。本培养基中含有磷(P)2 4 0 0 m g/I、和氮(N)5 0 m g/L,因此适合于含有有机碳浓度接近2 0 0 0 m g/l _ 的试验材料。如果试验材料总有机碳含量更高或更低时 可增加或减少氮的含量，以维持碳氮比(C:N)为4 0:l a6.2.2.1 溶液 A 溶解 KH,P U,(无水)3 7.5 g;N a,HP O,2 H,O 8 7.3 g;丫H.C I 2.0 g;于水(见 6.1)中，加水(见 6.1)稀释至 1 0 0 0 ml-6.2.2.2 溶液 B 溶解 Mg S O 7 H 2 0 2 2.5 g 于水(见 6.1)中，加水(见 6.1)稀释至1 0 0 0 m l。6.2.2.3 溶液 C 溶解 C a C I 2 H,03 6.4 g 于水(见 6.1)中，加水(见6.1)稀释至 1 0 0 0 ml。6.2.2.4 溶液D 溶解F e C l g 6 I 4()0.2 5 g 于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1 0 0 0 m l6.2.2.5 溶液E(微里元素溶液，可选项)在1 0 m l,H C I 溶 液(2 5%,7.7 m o t/l,)中 按以 下 顺 序溶 解:Z n C 1,7 0