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塑料生物可降解性评估中的试验浅析

时间:2021-12-02 发布:洛克泰克仪器 来源:洛克泰克仪器

摘要: 湖北洛克泰克仪器股份有限公司自2013年成立以来,一直致力于生物降解检测仪器方面的方法研究和设备研制工作,是国内最早一批该领域的开拓者和领先者。围绕生物降解标准,RTK多年来研发了支持全标准体系的评价分析系列产品。湖北洛克泰克的生物降解检测设备全面覆

我们在评估塑料生物可降解性时,一般会按照欧盟的EN 13432或澳大利亚的AS 5810标准评估体系对塑料制品进行试验评估。

在我们解读该评估体系之前,需要澄清一个关于测试对象的误区。很多人在进行塑料生物可降解性试验时会直接对颗粒状塑料原料粒子进行测试,并遇到塑料粒子颗粒大、难粉碎、实际降解率低等问题。这是因为EN 13432AS 5810的初衷并不是用于测试塑料原料的,它们是用于评估包装材料或最终形态塑料制品的,关于这一点在标准中均有明确的描述:

EN 13432:“......to determine the compostability and anaerobic treatability of packing and packing material......

AS 5810Biodegradability shall be determined for all organic constituents of the plastic as a total material including dyes, inks and colors.

 

该评估体系包括四个方面的试验:

(一)重金属和其他有毒有害物质试验

这是一个对材料的基本试验,用于初步确认塑料制品中是否含有毒有害的重金属等元素,一般会对以下元素进行限制。如果该项测试显示有重金属超标,即可初步判定该塑料材料即使具有生物可降解性,也会给降解后的环境带来一定的重金属污染,不具有环境可持续性。

塑料生物可降解性评估中的试验浅析(图1)

我们应注意到EN 13432AS 5810均未指明测试方法。这里可参考包装材料、塑料制品等行业标准,采用ICP-MSAAS法测定除F以外的元素。F元素可采用离子色谱法EN 14582

 

(二)生物分解性能试验

这是整个评估体系中最重要的试验,用于评估塑料制品的生物可降解性,确认该塑料制品是否可生物降解、降解率多少。由于不同塑料材料的生物降解途径和条件不同,EN 13432AS 5810中并没有指明测试方法。

湖北洛克泰克仪器股份有限公司自2013年成立以来,一直致力于生物降解检测仪器方面的方法研究和设备研制工作,是国内最早一批该领域的开拓者和领先者。围绕生物降解标准,RTK多年来研发了支持全标准体系的评价分析系列产品。湖北洛克泰克的生物降解检测设备全面覆盖了我国当前实施的塑料生物降解检测标准。湖北洛克泰克(RTK)是国家高新技术企业,多年来在生物降解领域积累深厚,提供从仪器到应用到菌种的全面服务。

  塑料生物可降解性评估中的试验浅析(图2)

(三)崩解程度试验

由于塑料制品在生物降解过程中并不能完全降解,势必会形成碎片存在于环境中。崩解试验即是用于评估塑料制品的崩解程度,确认该塑料制品崩解率。

国内目前一般参照《GBT 19811-2005 在定义堆肥化中试条件下  塑料材料崩解程度的测定》标准进行试验。

 

(四)生态毒性试验

塑料制品即使通过了重金属和有毒有害物质测试、测定了生物分解性能和崩解性能,我们仍然无法确定塑料制品崩解后的残余土壤是否能无害的进入大自然、是否能够环境可持续地用于农林牧业的种植、养殖生产活动。因此,生态毒性试验则是一个对崩解后土壤进一步确认其对生态环境是否具有毒性的测试。

EN 13432AS 5810在该项试验中稍有不同,它们分别有不同层次的考虑。EN 13432只要求评估崩解后土壤对植物生长的影响,因此只要求按照OECD 208进行陆生高等植物毒性试验。但AS 5810则认为,必须要同时考虑崩解过程中由于微生物降解代谢产生的代谢产物的影响,因此AS 5810要求不仅要进行OECD 208植物毒性试验,还要进行OECD 207动物(蚯蚓)急性毒性试验。

 

本文简单梳理了塑料生物可降解性评估中的各试验的设定逻辑和目的,希望能为大家深入理解EN 13432及相关试验标准抛砖引玉。

塑料生物可降解性评估中的试验浅析(图3)

RTK 208 植物生态毒性测试仪

本方法用于评价在土壤中(或其他合适的土壤基质)施用供试品后对出苗和较高植物早期生长的影响。

种子种入用供试品处理过土壤中,在对照组出苗率达到50%后的1421天内进行评价。终点测量是可见的出苗率、干苗重(也可为鲜苗重),某些情况下为苗高,也要评价植物不同部位上可见的有害的影响。这些测量和观察与未处理的对照进行比较。根据可能的暴露途径,供试品混入土壤(或可能的人工土壤基质)或喷洒在土壤表面,尽可能正确代表化学品潜在的暴露途径。土壤混合时先进行大量散土的混合,然后再装入盆中,将所选植物种类种子种入土壤中。表面施药时,先将土壤装入盆中,将种子种好,然后再喷药。试验体(对照和处理土壤及种子)放在适合植物生长的环境中。本试验可根据研究目的测定剂量-反应曲线,或单剂量/比率作为限度试验。如果单剂量/比率试验超出一定的毒性水平(例如观察到的效应高于X%),要进行范围筛选试验测定毒性高和低限,再进行多剂量试验产生剂量-反应曲线。适当的统计分析方法分析获得最敏感参数的作用浓度Ecx或有效施用率Erx(C25,ER25,EC50,ER50)。同样无作用浓度(NOEC)和最低作用浓度(LOEC)也能计算出来。

湖北洛克泰克仪器股份仪器有限公司是科学仪器的研究型制造商,也是中国生物降解测试仪器领域的开拓者和领先者,是中国农业大学厌氧发酵联合实验室、华中农业大学产学研合作基地。拥有包括生物降解领域的30余项专利(含发明专利),也是国家高新技术企业。

在生物降解测试领域,湖北洛克泰克仪器股份仪器有限公司提供生物降解测试仪器全方案,包括CMACNASRheinland等认证所需生物降解测试仪器等。

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塑料生物可降解性评估中的试验浅析(图4)