EN ISO 14855 Oznaczanie całkowitej biodegradowalności tlenowej tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach kompostowania – metoda analizy wydzielanego dwutlenku węgla

Norma „EN ISO 14855 Oznaczanie całkowitej biodegradowalności tlenowej tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach kompostowania – Metoda analizy wydzielonego dwutlenku węgla”, która jest normą europejską, a następnie została opublikowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO), składa się z następujących podrozdziałów opublikowanych pod tym samym tytułem:

• Norma „EN ISO 14855-1 Część 1: Metoda ogólna” opisuje metodę określania całkowitej biodegradowalności tlenowej tworzyw sztucznych na bazie związków organicznych w kontrolowanych warunkach kompostowania poprzez pomiar ilości dwutlenku węgla uwolnionego po zakończeniu badania oraz stopnia degradacji tworzywa. Metoda ta ma na celu symulację typowych warunków kompostowania tlenowego dla frakcji organicznej stałych zmieszanych odpadów komunalnych.

Materiał badawczy jest poddawany działaniu szczepionki pochodzącej z kompostu. Kompostowanie odbywa się w środowisku, w którym temperatura, wentylacja i wilgotność są ściśle monitorowane i kontrolowane. Metoda badawcza ma na celu określenie procentowej zawartości węgla w materiale badawczym i szybkości jej konwersji do uwalnianego dwutlenku węgla.

Niniejsza norma opisuje metodę wykorzystującą złoże mineralne (wermikulit) zaszczepione mikroorganizmami termofilnymi pochodzącymi z kompostu o określonej fazie aktywacji, a nie z dojrzałego kompostu. Ten wariant ma na celu określenie zawartości procentowej i szybkości konwersji węgla w badanym materiale do dwutlenku węgla.

Warunki opisane w niniejszej normie nie zawsze odpowiadają optymalnym warunkom umożliwiającym osiągnięcie maksymalnego stopnia biodegradacji.

Niniejsza metoda badawcza zasadniczo określa ostateczną biodegradowalność i stopień degradacji badanego materiału w warunkach symulujących intensywne kompostowanie tlenowe. Zastosowane inokulum składa się ze stabilizowanego, dojrzałego kompostu, uzyskanego w miarę możliwości poprzez kompostowanie frakcji organicznej stałych odpadów komunalnych.

Materiał badawczy miesza się z inokulum i umieszcza w statycznym pojemniku do kompostowania, w którym poddaje się go intensywnemu kompostowaniu przez okres testowy nieprzekraczający 6 miesięcy w optymalnych warunkach tlenu, temperatury i wilgotności.

Podczas tlenowej biodegradacji materiału badanego, końcowymi produktami biodegradacji są dwutlenek węgla, woda, sole mineralne oraz nowe składniki komórkowe drobnoustrojów (biomasa). Ilość wytwarzanego dwutlenku węgla jest stale monitorowana w naczyniach testowych i pustych lub mierzona w regularnych odstępach czasu w celu określenia skumulowanej produkcji dwutlenku węgla. Procent biodegradacji jest podawany jako stosunek dwutlenku węgla wytworzonego przez materiał badany do maksymalnej teoretycznej ilości dwutlenku węgla, która może zostać wytworzona z materiału badanego. Maksymalna teoretyczna ilość wytworzonego dwutlenku węgla jest obliczana na podstawie zmierzonej zawartości całkowitego węgla organicznego. Procent biodegradacji nie obejmuje ilości węgla przekształconego w nową biomasę komórkową, która nie jest metabolizowana do dwutlenku węgla w okresie badania.

Dodatkowo, na końcu badania określa się stopień rozkładu badanego materiału, a także można określić utratę masy badanego materiału. Zamiast dojrzałego kompostu, stosuje się wermikulit,

• W przypadku gdy efekt gruntujący badanego materiału ma wpływ na określenie stopnia biodegradacji lub
• Należy go stosować przy określaniu biomasy i wykonywaniu końcowego bilansu węgla poprzez odzysk pozostałego materiału testowego.

Ponieważ złoże wermikulitu jest nieorganiczne, znacząco redukuje efekt gruntowania, zwiększając niezawodność metody. Kolejną zaletą stosowania wermikulitu jest to, że dzięki niskiej aktywności mikrobiologicznej, w pustych pojemnikach uwalnia się bardzo mało dwutlenku węgla (prawie zero). Pozwala to na precyzyjną ocenę niskiego poziomu aktywności rozkładu.

Szybkości mineralizacji uzyskane przy użyciu wermikulitu aktywowanego są takie same lub bardzo podobne do szybkości uzyskanej w przypadku dojrzałego kompostu, zarówno pod względem końcowego poziomu rozkładu, jak i szybkości rozkładu.

• Norma „EN ISO 14855-2 Część 2: Pomiar grawimetryczny dwutlenku węgla uwalnianego w badaniu laboratoryjnym” opisuje metodę określania ostatecznej biodegradowalności tlenowej tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach kompostowania poprzez pomiar grawimetryczny ilości uwalnianego dwutlenku węgla. Metoda ta ma na celu osiągnięcie optymalnego tempa biodegradacji poprzez regulację wilgotności, wentylacji i temperatury w pojemniku kompostującym.

Metodę tę stosuje się do następujących materiałów:

• Polimery i kopolimery naturalne lub syntetyczne oraz ich mieszaniny
• Materiały z tworzyw sztucznych zawierające dodatki, takie jak plastyfikatory lub barwniki
• Polimery rozpuszczalne w wodzie
• Materiały, które nie hamują aktywności mikroorganizmów zawartych w szczepionce w warunkach testowych.

Jeśli materiał testowy hamuje wzrost mikroorganizmów w szczepionce, można zastosować inny rodzaj dojrzałego kompostu lub kompostu przygotowanego przed ekspozycją.

Metoda ta została opracowana głównie w celu osiągnięcia optymalnego tempa biodegradacji tworzyw sztucznych w dojrzałym kompoście poprzez kontrolowanie wilgotności, szybkości napowietrzania i temperatury w komorze kompostowania. Jej celem jest również określenie ostatecznej biodegradowalności badanego materiału za pomocą reaktora małoskalowego.

Szybkość rozkładu mierzy się okresowo, mierząc masę uwolnionego dwutlenku węgla za pomocą kolumny absorpcyjnej wypełnionej wapnem sodowym i talkiem sodowym na wadze elektronicznej.

Materiał badawczy miesza się z inokulum pochodzącym z dojrzałego kompostu oraz materiałem obojętnym, takim jak piasek morski. Piasek morski odgrywa aktywną rolę, działając jako medium zatrzymujące wilgoć i mikroorganizmy. Przykłady odpowiednich układów testowych podano w załącznikach A i B.

Ilość uwolnionego dwutlenku węgla mierzy się w określonych odstępach czasu na wadze elektronicznej, a zawartość dwutlenku węgla określa się następującą metodą. Wyprowadzenie wzoru służącego do obliczania stopnia biodegradacji na podstawie ilości uwolnionego dwutlenku węgla znajduje się w Załączniku C. W tej metodzie stopień biodegradacji, wyrażony w procentach, oblicza się poprzez porównanie ilości uwolnionego dwutlenku węgla z ilością teoretyczną.

Test kończy się po osiągnięciu plateau biodegradacji. Standardowy czas zakończenia wynosi 45 dni, ale test można kontynuować nawet do sześciu miesięcy.

Krótko mówiąc, normy ISO 14855 mają kluczowe znaczenie dla oceny biodegradowalności tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach kompostowania. W szczególności odgrywają one kluczową rolę w zrównoważonym rozwoju środowiska, oceniając rozkład biotworzyw w przemysłowych systemach kompostowania.

Norma ta jest bardzo ważna z następujących powodów:

• Zadbanie o to, aby tworzywa sztuczne oznaczone jako biodegradowalne faktycznie ulegały rozkładowi w systemach kompostowania.
• Kierowanie rozwojem przyjaznych dla środowiska alternatyw dla tworzyw sztucznych.
• Zapewnienie globalnej spójności testów biodegradowalności.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, może pochwalić się silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia naukowe i technologiczne oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą EN ISO 14855: „Oznaczanie całkowitej biodegradowalności tlenowej tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach kompostowania – Metoda analizy wydzielonego dwutlenku węgla”.