作者:刘京
生物可降解性评估在近年成为全球各国快速发展的领域。在中国随着社会大众环境保护意识日益增强和各级政府对塑料禁限政策的实施,对各种降解材料和产品的生物可降解性评估变得愈加重要。
目前,生物降解性测试主要分为两类:仲裁/认证测试和筛选测试。仲裁测试主要用于产品生物降解性的认证和公开声明。而筛选测试则更关注样品在预期环境条件下的生物降解,评估待测材料在接近实际自然环境条件下的生物降解性,因此在新材料研发中具有更大的现实意义。目前,工业堆肥性评估标准是仲裁测试的主要依据,但其应用存着一定程度的限制(例如降解条件、环境和微生物种类等与实际自然环境不符),这可能导致误用现象。这进而使得公众、企业和研究人员等忽略了其他有氧生物降解性和厌氧微生物降解性标准的重要性和必要性。
需要注意的是,材料的生物可降解性受到许多因素的影响,如水分含量、氧气供应、温度、微生物种类、微生物密度、盐度、样品状态和颗粒大小等。同一种可降解材料在不同的环境条件下可能呈现出完全不同的可降解性能。因此,生物可降解性评估应针对特定环境条件进行,并不代表材料的普遍特性。没有明确指定降解环境条件和降解时长的生物降解性评估是不全面的,也无法作为参考值与不同来源的数据进行横向比较。
除了工业堆肥评估标准,根据降解材料废弃物的实际处理方案和可能流失到的环境条件,采用不同的评估标准进行降解性评估是更具科学指导性和应用价值的做法。因此,其他多种厌氧和有氧降解标准(如水性环境、海洋环境、土壤环境、庭院堆肥环境等)需要得到同等的重视,以更全面地评估可降解材料的性能。
目前,国际和国内生物降解性测试方法仍然存在一些缺陷和不足,包括测试方法过时、耗时耗力、数据精确性和可重复性差,甚至是对测试方法的描述错误等。例如:ISO的堆肥性评估标准仅提及对二氧化碳生成的测定方法,而遗漏了在其他有氧生物降解性测试方法中广泛应用的生物需氧量测定方法。前者由于测试方法本身的局限性,往往导致其测试结果可靠性较差和数据偏差较大,而后者的测试方法虽然抗干扰好,更加精确可靠,却仅得到美国ASTM标准的采纳。此外,当前一些标准中的生物降解性测试参数受限于传统的测试技术或方法局限性,对测试参数的设置,如反应器的大小、测试材料的浓度等等过度死板,从而在一定程度上限制了新方法和新技术的准入。可以说当前这些传统方法已经无法满足日益增长的高通量、高品质数据评估需求,迫切需要技术更新和标准化工作的推进。除此以外,动态性分析对于可降解材料特性评估和处理的意义重大,其重要性也日益得到相关从业人员的认可和重视。新型自动化生物降解性测试分析系统,特别是密闭式微生物呼吸仪在各种厌氧和有氧生物降解、工业和庭院堆肥降解测试领域的应用,很大程度上符合未来便捷检测和一机多用的需求,应该有着广阔的发展和应用前景。
为了实现塑料生物可降解性评估的进一步发展,科研工作者、标准制定单位、独立检测机构和塑料生产企业等需要共同努力,持开放态度接受技术革新,并不断改进和完善各类测试方法。同时,还需要加强国际合作,加快生物降解性评估方法的改进和标准的更新和优化工作,以推动塑料生物可降解性评估的发展,为环境保护和可持续发展作出更大的贡献。
随着相关检测方法的改进和创新以及标准化工作的推进,塑料生物可降解性评估效率将会迎来进一步的提升。这将为环境保护和可持续发展提供更有效的解决方案,并促进塑料行业向更加环保和可持续的方向发展。
附录:常见生物可降解性评估的国际和相应的中国标准(不完全举例)
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生物降解环境分类 |
适用的生物降解性测试方法 |
厌氧生物降解性 |
水性培养液厌氧消化环境 |
ISO 14853 (塑料);
国标 GB/T 32106 |
受控污泥消化厌氧环境 |
ISO 13975 (塑料);
ASTM D5210 (塑料);ISO 11734 (有机化合物);OCED 311 (有机化合物)
国标 GB/T 38737 |
高固态厌氧消化环境 |
ISO 15985 (塑料) ;ASTM D5511 (塑料) ;
国标 GB/T 33797 |
垃圾填埋厌氧消化环境 |
ASTM D5526 (塑料)
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有氧生物降解性可堆肥性
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淡水有氧环境
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ISO 14851 (塑料) ;ISO 14852 (塑料) ;ASTM D5209 (塑料) ; JIS K 6951(塑料)
国标 GB/T 19276-1;国标 GB/T 19276-2 |
海水有氧环境 |
ISO 18830 (非漂浮塑料); ISO 19679 (非漂浮塑料); ISO 22404 (非漂浮塑料)
国标GB/T 40611;国标GB/T 40612;国标GB/T 40367 |
土壤有氧环境
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ISO 17556 (塑料);ASTM 5988 (塑料) ;ISO 11266 (有机化合物)
国标 GB/T 22047; |
工业堆肥环境
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ISO 14855-1 (塑料);国标GB/T 19277-1
ISO 14855-2 (塑料);国标GB/T 19277-2
ASTM D5338 (塑料);EN 14046 (包装材料);JIS K 6953 (塑料) ;ASTM D5929 |
庭院堆肥环境 |
AS 5810 (塑料) |
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