ASTM D5338 تحديد التحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف التسميد الخاضعة للرقابة

ASTM D5338 تحديد التحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف التسميد الخاضعة للرقابة

يصف المعيار "طريقة الاختبار القياسية ASTM D5338 لتحديد التحلل البيولوجي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف التسميد الخاضعة للرقابة بما في ذلك درجات الحرارة المحبة للحرارة" الذي طورته الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) طريقة اختبار لتحديد درجة ومعدل التحلل البيولوجي الهوائي للمواد البلاستيكية المعرضة لبيئة التسميد الخاضعة للرقابة في درجات حرارة محبة للحرارة في ظل ظروف المختبر.

ASTM D5338 تحديد التحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف التسميد الخاضعة للرقابة

صُممت طريقة الاختبار هذه للحصول على نتائج اختبار قابلة للتكرار والتكرار في ظل ظروف مُتحكم بها تُحاكي ظروف التسميد، حيث تُحقق درجات حرارة مُحبة للحرارة. تُعرَّض مواد الاختبار لعينة مُستخلصة من سماد مُستخلص من النفايات الصلبة البلدية. يحدث التسميد الهوائي في بيئة تُراقب فيها درجة الحرارة والتهوية والرطوبة بدقة وتُتحكم فيها.

خلال عملية التسميد، يُمكن تحقيق درجات الحرارة المُحبة للحرارة بسهولة في منشآت كبيرة مُدارة باحترافية. ومع ذلك، يُمكن أيضًا تحقيق هذه الدرجات في وحدات التسميد السكنية الأصغر حجمًا، والتي تُعرف غالبًا بالتسميد في الفناء الخلفي أو المنزل.

صُممت طريقة الاختبار هذه لتحديد نسبة الكربون في العينة التي تتحول إلى ثاني أكسيد الكربون. كما تُراقب سرعة التحلل البيولوجي. صُممت طريقة الاختبار هذه لتكون قابلة للتطبيق على جميع المواد البلاستيكية المخصصة للتسميد في المنشآت التي تحقق درجات حرارة مُحبة للحرارة.

يُعدّ التحلل الحيوي للبلاستيك في وحدات التسميد أمرًا بالغ الأهمية، إذ يُمكن أن يؤثر على تحلل المواد الأخرى المُحيطة به، وعلى جودة ومظهر المواد المُسمّدة. كما يُتيح التحلل الحيوي للبلاستيك التخلص الآمن منه عبر مرافق تسميد كبيرة ومُدارة باحترافية، ووحدات سكنية مُدارة جيدًا، حيث يتم تحقيق درجات حرارة مُحبّة للحرارة. طُوّر هذا الإجراء لتحديد مُعدّل ودرجة التحلل الحيوي الهوائي للمنتجات البلاستيكية عند خضوعها لعملية تسميد مُتحكّم فيها.

نظراً للاختلاف الكبير في بناء وتشغيل مرافق التسميد، واختلاف المتطلبات القانونية لأنظمة التسميد، فإن هذا الإجراء لا يهدف إلى محاكاة بيئة نظام تسميد محدد. ومع ذلك، من المتوقع أن يحاكي بيئة عملية تسميد تعمل في ظروف مثالية تحقق درجات حرارة محبة للحرارة. وبشكل أكثر تحديداً، يهدف هذا الإجراء إلى تهيئة بيئة مختبرية قياسية تسمح بتحديد قابلية التحلل الحيوي الهوائي بسرعة وإمكانية تكرارها في ظل ظروف تسميد خاضعة للرقابة.

ASTM D5338 هي طريقة اختبار حاسمة مصممة لتقييم التحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف سماد مُتحكم بها. يُستخدم هذا المعيار على نطاق واسع لتقييم الأثر البيئي للمواد البلاستيكية المُخصصة للتسميد، وخاصةً في المنشآت البلدية أو الصناعية. من خلال محاكاة بيئة سماد مُتحكم بها في درجات حرارة مُحبة للحرارة، يُوفر هذا المعيار نتائج قابلة للتكرار لتحديد مدى ومعدل التحلل الحيوي.

باختصار، تقيس هذه الطريقة مدى فعالية تحلل المواد البلاستيكية من خلال العمليات الهوائية في بيئة سماد مُتحكم بها. تُعادل هذه المواصفة المعيار ISO 14855 "تحديد أقصى قابلية للتحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف سماد مُتحكم بها - طريقة تحليل ثاني أكسيد الكربون المُنبعث"، وهي عنصر أساسي في معيار ASTM D6400 للبلاستيك القابل للتحلل، والذي تُقره الهيئات التنظيمية والحكومية فيما يتعلق بمطالبات القابلية للتحلل الحيوي.

الأهداف الرئيسية لهذا المعيار هي:

  • قياس التحلل البيولوجي: يقيس درجة ومعدل التحلل البيولوجي الهوائي عن طريق قياس إطلاق ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التسميد.
  • محاكاة ظروف التسميد: تحاكي بيئات التسميد المثالية، عادةً في درجات حرارة محبة للحرارة (58 درجة) لتقييم أداء المواد في مرافق التسميد في العالم الحقيقي.
  • ضمان إمكانية إعادة الإنتاج: توفر طريقة مختبرية قياسية لضمان نتائج اختبار متسقة وموثوقة.

تتضمن طريقة الاختبار القياسية ASTM D5338 تعريض المواد البلاستيكية لبيئة سماد مُتحكم بها باستخدام مُلقِّح مُشتق من سماد النفايات الصلبة البلدية. تُراقب العملية بعناية لضمان أفضل الظروف لدرجة الحرارة والتهوية والرطوبة. المكونات الرئيسية لهذه المنهجية هي:

  • مواد الاختبار:
    • عناصر الاختبار: تنطبق على جميع المواد البلاستيكية المخصصة للتسميد، بما في ذلك الأفلام، والحبيبات، والمساحيق أو المنتجات المشكلة مثل عظام الكلاب.
    • محتوى الكربون العضوي: يتطلب حساب إنتاج ثاني أكسيد الكربون النظري معرفة محتوى الكربون العضوي في مادة الاختبار. ويمكن تحديد ذلك من خلال التحليل العنصري أو صيغة العينة.

يتم إجراء الفحوصات التالية:

    • التحكم الإيجابي: يتم استخدام بوليمر قابل للتحلل الحيوي ومحدد جيدًا مثل السليلوز الميكروبلوري عالي الجودة (حجم الجسيمات يصل إلى 20 ميكرومتر) للتحقق من صحة إعداد الاختبار.
    • التحكم السلبي: تضمن المواد غير القابلة للتحلل البيولوجي مثل البولي إيثيلين خصوصية عملية التحلل البيولوجي.
    • التحكم الفارغ: يتم استخدام العينة فقط لقياس إنتاج ثاني أكسيد الكربون الأساسي.
  • إعداد الاختبار:
      • المُلقَّح: يُحصَل عليه من سماد مُهَوَّأ جيدًا (عمره من شهرين إلى أربعة أشهر) مُستخلص من النفايات الصلبة البلدية، مُنخَّل حتى 10 مم كحد أقصى، وخالٍ من المواد الخاملة الكبيرة كالزجاج أو الحجارة. يُستخدم حوالي 600 غرام من المواد الصلبة الجافة.
      • جرعة المادة المختبرة: عادة، يتم خلط 100 جرام من المادة الصلبة الجافة للمادة المختبرة مع العينة الملقحة.
      • حجم المفاعل: يفضل أن تكون صناديق السماد بحجم 2-5 لترات ولا يزيد حجمها عن ثلاثة أرباع الخليط الاختباري لضمان التهوية الكافية.
      • عدد المفاعلات: يتم استخدام 12 مفاعلًا على الأقل: 3 لمادة الاختبار، و3 للتحكم الفارغ، و3 للتحكم الإيجابي، و3 للتحكم السلبي.
  • ظروف الاختبار:
      • درجة الحرارة: يتم الحفاظ عليها عند 58 درجة لمحاكاة ظروف التسميد المحبة للحرارة.
      • التهوية والرطوبة: يتم مراقبتها والتحكم فيها عن كثب لتحسين النشاط الميكروبي.
      • الخلط: يتم خلط السماد أسبوعيًا لمنع التوجيه وضمان هجوم ميكروبي موحد على مادة الاختبار.
      • المدة: عادة ما تكون 45 يومًا، ولكن يمكن تمديدها حتى 180 يومًا اعتمادًا على خصائص المواد ومتطلبات الاختبار.
  • قياس:
      • تطور ثاني أكسيد الكربون: يتم قياس التحلل البيولوجي عن طريق قياس إنتاج ثاني أكسيد الكربون، وعادة ما يتم ذلك باستخدام قياس التنفس مع جهاز إزالة ثاني أكسيد الكربون، أو معدات المعايرة، أو بالنسبة للقياسات الأكثر تكرارًا (كل 3-6 ساعات) الغاز الكروماتوغرافيا.
      • نسبة التحلل البيولوجي: يتم حسابها وفقًا للصيغة الواردة في المعيار.

    تعتبر معايير ASTM D5338 مهمة للأسباب التالية:

    • الامتثال البيئي: يعزز المصنعون ادعاءاتهم الصديقة للبيئة من خلال ضمان أن منتجاتهم تلبي المتطلبات القانونية الخاصة بالتحلل الحيوي.
    • ثقة المستهلك: تطمئن شهادة ASTM D5338، وهي جزء من معيار ASTM D6400، المستهلكين بأن المنتجات سوف تتحلل بيولوجيًا في مرافق التسميد، مما يقلل من التأثير البيئي.
    • البحث والتطوير: تعزيز الابتكار في المواد المستدامة من خلال توفير طريقة قياسية لتطوير واختبار البلاستيك الجديد القابل للتحلل الحيوي.
    • جودة السماد: يمنع التحلل البيولوجي للمواد البلاستيكية في وحدات السماد تحلل المواد العضوية الأخرى، مما يؤدي إلى إنتاج سماد عالي الجودة.

    نتيجةً لذلك، يُعدّ معيار ASTM D5338 أداةً حيويةً لتقييم التحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في بيئات التسميد المُتحكم بها. ومن خلال توفيره طريقةً موحدةً وقابلةً للتكرار لقياس انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، يدعم هذا المعيار تطوير البلاستيك المستدام، ويضمن الامتثال للوائح التنظيمية، ويزيد من ثقة المستهلك في المنتجات القابلة للتحلل. ورغم محدودية قدرته على محاكاة منشآت التسميد المحددة، إلا أن دوره في اختبار الأداء البيئي والابتكار في المواد القابلة للتحلل الحيوي لا يُنكر. ويعتمد المصنعون والباحثون والجهات التنظيمية على معيار ASTM D5338 لتعزيز اعتماد البلاستيك الصديق للبيئة في عالمٍ يتزايد فيه التركيز على الاستدامة.

    مؤسستنا، التي تعمل منذ سنوات عديدة وتتابع بدقة التطورات العالمية في العلوم والتكنولوجيا، توظف فريقًا من المتخصصين ذوي الخبرة وبنية تحتية واسعة لإجراء الاختبارات والقياسات والتحليلات في مجموعة واسعة من المجالات للشركات في جميع القطاعات. وفي هذا السياق، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار ASTM D5338 "طريقة الاختبار القياسية لتحديد التحلل الحيوي الهوائي للمواد البلاستيكية في ظل ظروف التسميد المُتحكم فيها، بما في ذلك درجات الحرارة المُحبة للحرارة".

    واتس اب