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如何評價生物降解率?GB、EN和ASTM各有何不同?

嘉峪檢測網        2024-03-12 17:54

生物降解塑料指在一定條件下可以被自然界中存在的微生物如細菌、霉菌和藻類等作用下而引起降解,最終變成水或二氧化碳等一些小分子進入自然循環的塑料。在實際應用中,人們普遍認為在微生物的作用下降解為水和二氧化碳的生物降解是更為環保的降解方式。
 
為什么需要做生物降解塑料檢測
 
在白色污染越來越嚴重的情況下,人們的環保意識也不斷提高。國家發改委、生態環境部等9部門近日聯合印發《關于扎實推進塑料污染治理工作的通知》(俗稱“禁塑令”)明確指出,外賣與電商、快遞等新興領域均為塑料污染問題突出領域,2021年1月1日起,將禁用不可降解的塑料袋、塑料餐具及一次性塑料吸管等。
1、如沒有合格的生物降解報告,產品將禁止生產和銷售。
2、貿易商如果有這個報告,貨也會更好賣;
3、之前不做可降解塑料的塑料企業,也會轉型做可降解塑料,研發過程中和出貨之前都需要檢測報告。
 
堆肥降解檢測標準
 
堆肥法是近年來興起的一種測定生物降解性能的方法,雖然出現的時間并不長,但由于堆肥法能夠較為真實地模擬自然條件下的降解情況,并且試驗設備相對簡單,成為國內外所普遍接受的一種試驗方法,它是一個切實可行的廢棄可生物降解塑料的解決方案,不但能實現固體廢棄物減量并且可以縮短回收循環工序,節省成本。堆肥一般由城市固體廢棄物中的有機物(例如餐余垃圾等)在堆肥裝置中產生,也可由園林和農田廢料或是園林廢料和城市固體廢棄物的混合物在堆肥裝置中產生,不同的堆肥產生條件及其他環境條件對材料的生物降解性有較大影響。
 
堆肥檢驗方法以14855堆肥條件下生物降解性能測定(國內標準為GB/T19277,等同采用ISO)對單一聚合物降解率要求在60%以上(180天內),對共混物要求成分在1%以上的每種材料生物降解率在60%以上。歐洲直接要求相對生物降解率或絕對生物降解率在90%以上。可堆肥塑料要求的美國標準主要為ASTMD6400、ASTMD6868,歐盟的標準為EN13432、14995,國內在GB/T20197中也作了類似的規定。目前,ISO17088正在頒布階段,其基本在ASTMD6400和EN13432基礎上制定。
 
目前以工業堆肥條件下的生物降解最為常見,其最常規的測試方法是GB/T 19277.1-2011。這個標準也是其他生物降解產品相關推薦性國標的仲裁方法。按照這個測試方法進行測試得出檢測結果后,可根據GB/T 41010等通用標準或不同的生物降解產品標準比如針對生物降解的吸管/餐飲具/快遞膜袋等產品標準判定是否符合要求。
 
舉例
 
在整個實驗滿足下面三個要求后可認為實驗是有效的。
 
 
在此前提下,我們來看實驗結果。
 
 
該測試樣品在116天結束測試時相對生物降解率超過了90%,滿足了GB/T 41010的a)要求中對整個產品相對生物降解率的要求。
 
 
同時也需要注意測試的時長,一般該條件下測試周期不能超過180天,如果90%或者以上的降解率是180天以后才達到的,也不符合標準要求。
 
塑料可降解評價標準
 
 
 
中國可降解材料標準:GB/T 19277
 
2006年《降解塑料的定義、分類、標志和降解性能要求》標準規定了降解塑料標識應該包含產品的主要原料和組成信息,塑料的降解類別或降解方式,以及標準號;而且關于降解塑料的定義以及生物降解性能和崩解性能的定義更為明確:
 
A. 生物降解性能:規定可控堆肥材料在有氧堆肥條件下最長6個月內,必須60%以上最終轉化為二氧化碳、水和礦物質。
 
B. 崩解性能:規定可控堆肥材料可使用的最大厚度,該厚度下的可控堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內,必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網的碎片。
 
在該標準的基礎上,全國塑料制品標準化中心生物分解材料工作組(BMG) 分別與BPS和BPI簽署了生物降解塑料檢測結果和標識互認降解備忘錄。該備忘錄的簽署,使得我國生物降解塑料的發展進一步與各國際協會接軌,同時也意味著BMG體系的標識獲得了國外協會的認可。
 
2022年6月1日實施新的生物降解塑料標準《GB/T 41010 生物降解塑料與制品降解性能與標識要求 》,2006版可降解塑料標準仍然生效。
 
歐盟可降解材料標準:En 13432
自20世紀90年代開始,歐洲標準化委員會便積極參與降解塑料的標準制定與研究。德國、芬蘭等也各自制定了相關的標準。德國主要通過一些應用示范項目以及大量的實驗來發布DINCERTCO法令,并制定了用于全生物降解堆肥能力檢測的標準。歐盟現行可堆肥降解塑料標準為En 13432 《利用堆肥和生物分解來回收的包裝物試驗和最終評價的要求》,它是歐盟指令94/62/EC中重要組成部分之一。該指令基于環境與生命安全、能源與資源合理利用的要求,對整個包裝過程及其所有環節提出相應的要求和所期望達到的目標。
 
A.化學物質限制:規定了可堆肥材料的有機物質、重金屬和氟的最低含量。
 
B.生物降解性能:規定了可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長6個月內,必須90%以上最終轉化為二氧化碳、水和礦物質。
 
C.崩解性能:規定了可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內,必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網的碎片。
 
D.生態毒理性能:特選植物在引入可堆肥降解材料的堆肥分解物質后達到90%以上的原有成活率和生物性狀。
 
美國可降解材料標準:ASTM D6400
生物降解制品研究所(BPI) 主要從事美國生物降解塑料的開發、生產以及推廣等工作,同時美國實驗材料協會(ASTM)與生物降解制品研究所(BPI) 專門成立了分技術委員會來完成可堆肥生物降解塑料的相關標準認定。ASTM D6400 《堆肥化塑料的規范》為美國現行可堆肥降解塑料標準。結論主要包括生物降解、崩解和生態毒理性能3個方面:
 
A.生物降解性能:對于單一聚合物,規定可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長12個月內,必須60%以上最終轉化為二氧化碳、水和礦物質。而對于共混物,規定可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長12個月內,必須90%以上最終轉化為二氧化碳、水和礦物質。
 
B.崩解性能:規定了可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內,必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網的碎片。
 
C.生態毒理性能:特選植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物質后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀。
 
ASTM D6400 Standard Specification for Labeling of Plastics Designed to be Aerobically Composted in Municipal or Industrial Facilities 專為市政或工業設施的可堆肥化塑料
 
說明:ASTM是美國材料與試驗協會(American Society for Testing and Materials,ASTM)標準。
 
澳大利亞可降解材料標準:AS 4736
澳大利亞可堆肥降解相關標準為AS4736《生物降解塑料-適合堆肥化或者其他生物處理方式的生物降解塑料》,該標準在歐洲標準En 13432的基礎上,另外在生態毒理性能要求上增加了蚯蚓生態毒理檢測。具體如下:
 
A.化學物質限制:規定了可降解堆肥材料的有機物質、重金屬和氟的最低含量。
 
B.生物降解性能:規定了可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長6個月內,必須90%以上最終轉化為二氧化碳、水和礦物質。
 
C. 崩解性能:規定可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內,必須瓦解成90%以,上可通過22mm篩網的碎片。
 
D. 生態毒理性能:特選植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物質后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀,同時還要滿足蚯蚓在引入可控堆肥降解材料的堆肥分解物質后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀。
 
日本可降解材料標準:JISK6950
日本從事生物分解材料標準、推廣和技術發展的是日本分解塑料研究會(BPS) ,目前BPS包括樹脂生產商、加工商、成品生產商及貿易機構。在1999年BPS推出了食品包裝用Greenpla安全評價體系的計劃。在1994年日本制定了日本工業方法.標準JISK 6950。其執行規范如下:
 
A.化學物質限制:規定了可降解堆肥材料的有機物質和重金屬最低含量。
 
B.生物降解性能:規定了可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下必須60%以上最終轉化為二氧化碳、水和礦物質,具體時間跨度沒有明確規定。
 
C.崩解性能:規定了可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內,必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網的碎片。
 
D.生態毒理性能:特選植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物質后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀,或者是蚯蚓在引入可控堆肥降解材料的堆肥分解物質后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀。
 

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