ASTM D5338 Определяне на аеробното биоразграждане на пластмасови материали при контролирани условия на компостиране

Стандартът „ASTM D5338 Стандартен метод за изпитване за определяне на аеробно биоразграждане на пластмасови материали при контролирани условия на компостиране, включително термофилни температури“, разработен от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва метод за изпитване за определяне на степента и скоростта на аеробно биоразграждане на пластмасови материали, изложени на контролирана среда за компостиране при термофилни температури в лабораторни условия.

Този метод за изпитване е предназначен за получаване на повтаряеми и възпроизводими резултати от изпитванията при контролирани условия, които имитират условия на компостиране, при които се постигат термофилни температури. Тестваните материали се подлагат на инокулум, получен от компост, получен от твърди битови отпадъци. Аеробното компостиране протича в среда, където температурата, аерацията и влажността се следят и контролират отблизо.

По време на компостиране термофилните температури се постигат най-лесно в големи, професионално управлявани съоръжения. Такива температури обаче могат да се постигнат и в по-малки жилищни компостиращи единици, често наричани компостиране в заден двор или домашно компостиране.

Този метод за изпитване е предназначен да определи процента въглерод в пробата, който се превръща във въглероден диоксид. Скоростта на биоразграждане също се следи. Този метод за изпитване е предназначен да бъде приложим за всички пластмасови материали, предназначени за компостиране в съоръжения, които постигат термофилни температури.

Биоразграждането на пластмасата в компостираща инсталация е важно, защото може да повлияе на разграждането на други материали, обградени от пластмасата, както и на качеството и външния вид на компостирания материал. Биоразграждането на пластмасите позволява и безопасното им обезвреждане чрез големи, професионално управлявани компостиращи съоръжения и добре управлявани жилищни единици, където се постигат термофилни температури. Тази процедура е разработена, за да позволи определянето на скоростта и степента на аеробна биоразградимост на пластмасовите продукти, когато са подложени на контролиран процес на компостиране.

Тъй като компостните съоръжения се различават значително по конструкция и експлоатация, както и поради различните законови изисквания за компостиращите системи, тази процедура не е предназначена да симулира средата на конкретна компостираща система. Очаква се обаче тя да имитира средата на компостираща операция, работеща при оптимални условия, които постигат термофилни температури. По-конкретно, тази процедура има за цел да създаде стандартна лабораторна среда, която ще позволи бързо и възпроизводимо определяне на аеробната биоразградимост при контролирани условия на компостиране.

ASTM D5338 е критичен метод за изпитване, предназначен за оценка на аеробното биоразграждане на пластмасови материали при контролирани условия на компостиране. Този стандарт се използва широко за оценка на въздействието върху околната среда на пластмаси, предназначени за компостиране, особено в общински или промишлени съоръжения. Чрез симулиране на контролирана среда за компостиране при термофилни температури, този стандарт предоставя възпроизводими резултати за определяне на степента и скоростта на биоразграждане.

Накратко, този метод измерва колко ефективно пластмасовите материали се разграждат чрез аеробни процеси в контролирана среда за компостиране. Този стандарт е еквивалентен на ISO 14855 „Определяне на крайната аеробна биоразградимост на пластмасовите материали при контролирани условия на компостиране – Метод за анализ на отделения въглероден диоксид“ и е ключов компонент на стандарта ASTM D6400 за компостируеми пластмаси, който е признат от регулаторните и правителствените агенции за твърдения за биоразградимост.

Основните цели на този стандарт са:

• Измерване на биоразграждането: Определя количествено степента и скоростта на аеробно биоразграждане чрез измерване на отделянето на въглероден диоксид по време на процеса на компостиране.
• Симулиране на условия на компостиране: Имитира оптимални условия за компостиране, обикновено при термофилни температури (58 градуса), за да се оцени производителността на материалите в реални компостиращи съоръжения.
• Осигуряване на възпроизводимост: Осигурява стандартен лабораторен метод за осигуряване на последователни и надеждни резултати от тестовете.

Стандартният метод за изпитване ASTM D5338 включва излагане на пластмасови материали на контролирана среда за компостиране, използвайки инокулум, получен от компост от твърди битови отпадъци. Процесът се следи внимателно, за да се осигурят оптимални условия за температура, вентилация и влажност. Ключовите компоненти на методологията са:

• Тестови материали:
  • Тествани елементи: Приложимо за всички пластмасови материали, предназначени за компостиране, включително филми, гранули, прахове или оформени продукти, като например кучешки кости.
  • Съдържание на органичен въглерод: Изчисляването на теоретичното производство на въглероден диоксид изисква познаване на съдържанието на органичен въглерод в тестовия материал. Това може да се определи чрез елементен анализ или формула на пробата.

Извършват се следните проверки:

• Положителен контрол: За валидиране на тестовата настройка се използва добре дефиниран биоразградим полимер, като например микрокристална целулоза с клас за тънкослойна хроматография (с размер на частиците до 20 µm).
• Отрицателна контрола: Небиоразградим материал, като например полиетилен, осигурява специфичността на процеса на биоразграждане.
• Контролна проба: Само инокулумът се използва за измерване на изходното производство на въглероден диоксид.

• Инокулум: Получава се от добре аериран компост (на 2-4 месеца), получен от твърди битови отпадъци, пресят до максимум 10 мм и без едри инертни материали като стъкло или камъни. Използват се приблизително 600 г сухи твърди вещества.
• Дозировка на тестваното вещество: Обикновено 100 g сухо твърдо вещество от тестваното вещество се смесва с инокулума.
• Размер на реактора: Контейнерите за компост са за предпочитане с обем 2-5 литра и не се пълнят повече от три четвърти с тестовата смес, за да се осигури адекватна аерация.
• Брой реактори: Използват се най-малко 12 реактора: 3 за тестваното вещество, 3 за контролната проба, 3 за положителната контрола и 3 за отрицателната контрола.

• Температура: Поддържа се на 58 градуса, за да се симулират термофилни условия на компостиране.
• Вентилация и влажност: Строго наблюдавани и контролирани за оптимизиране на микробната активност.
• Смесване: Компостът се смесва ежеседмично, за да се предотврати образуването на канали и да се осигури равномерно микробно въздействие върху тестовия материал.
• Продължителност: Обикновено 45 дни, но може да бъде удължена до 180 дни в зависимост от свойствата на материала и изискванията за изпитване.

• Отделяне на въглероден диоксид: Биоразграждането се измерва чрез измерване на производството на въглероден диоксид, обикновено с помощта на респирометрия с устройство за улавяне на въглероден диоксид, титрувателно оборудване или за по-чести измервания (на всеки 3–6 часа) газова хроматография.
• Процент на биоразграждане: Изчислен съгласно формулата, дадена в стандарта.

Стандартът ASTM D5338 се счита за важен поради следните причини:

• Съответствие с екологичните изисквания: Производителите подкрепят твърденията си за екологичност, като гарантират, че продуктите им отговарят на законовите изисквания за компостируемост.
• Доверие на потребителите: Сертификацията по ASTM D5338, част от стандарта ASTM D6400, уверява потребителите, че продуктите ще се биоразградят в компостиращите съоръжения, намалявайки въздействието върху околната среда.
• Научноизследователска и развойна дейност: Насърчава иновациите в областта на устойчивите материали, като предоставя стандартен метод за разработване и тестване на нови биоразградими пластмаси.
• Качество на компоста: Биоразграждането на пластмасите в компостните единици предотвратява разграждането на други органични вещества, което води до висококачествен компост.

В резултат на това, ASTM D5338 е жизненоважен инструмент за оценка на аеробното биоразграждане на пластмасови материали в контролирани среди за компостиране. Чрез предоставяне на стандартизиран и възпроизводим метод за измерване на емисиите на въглероден диоксид, той подкрепя разработването на устойчиви пластмаси, осигурява съответствие с регулаторните изисквания и повишава доверието на потребителите в компостируемите продукти. Въпреки че има ограничения при симулирането на специфични съоръжения за компостиране, ролята му в изпитванията за екологични характеристики и иновациите в биоразградимите материали е неоспорима. Производители, изследователи и регулаторни органи разчитат на ASTM D5338, за да подпомогнат приемането на екологично чисти пластмаси в свят, все по-фокусиран върху устойчивостта.

Нашата организация, която служи от много години и следи щателно световните развития в науката и технологиите, разполага с екип от опитни професионалисти и широка инфраструктура за провеждане на тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеса от всички сектори. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартния метод за изпитване ASTM D5338 за определяне на аеробното биоразграждане на пластмасови материали при контролирани условия на компостиране, включително термофилни температури.