EN ISO 14855 Определение предельной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в контролируемых условиях компостирования – метод анализа выделяющегося диоксида углерода

Стандарт «EN ISO 14855 Определение полной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в контролируемых условиях компостирования. Метод анализа выделяющегося диоксида углерода», являющийся европейским стандартом и впоследствии опубликованный Международной организацией по стандартизации (ИСО), состоит из следующих подразделов, опубликованных под тем же названием:

• Стандарт «EN ISO 14855-1 Часть 1: Общий метод» описывает метод определения полной аэробной биоразлагаемости пластиков на основе органических соединений в контролируемых условиях компостирования путем измерения количества выделяющегося углекислого газа в конце испытания и степени разложения пластика. Этот метод разработан для моделирования типичных условий аэробного компостирования органической фракции твердых смешанных бытовых отходов.

Испытуемый материал подвергается воздействию инокулята, полученного из компоста. Компостирование происходит в условиях тщательного контроля температуры, вентиляции и влажности. Метод испытания предназначен для определения процентного содержания и скорости превращения углерода в исследуемом материале в выделяемый углекислый газ.

В настоящем стандарте описывается метод, использующий минеральную подложку (вермикулит), инокулированную термофильными микроорганизмами, полученными из компоста с определенной фазой активации, а не из зрелого компоста. Этот вариант предназначен для определения процентного содержания и скорости превращения углерода в испытуемом материале в диоксид углерода.

Условия, описанные в настоящем стандарте, не всегда могут соответствовать оптимальным условиям для достижения максимальной степени биодеградации.

Данный метод испытаний, по сути, определяет предельную биоразлагаемость и степень разложения исследуемого материала в условиях, имитирующих интенсивное аэробное компостирование. В качестве инокулята используется стабилизированный, зрелый компост, полученный, по возможности, путём компостирования органической фракции твёрдых бытовых отходов.

Испытуемый материал смешивают с инокулятом и помещают в статическую емкость для компостирования, где он интенсивно компостируется в течение испытательного периода, не превышающего 6 месяцев, в оптимальных условиях кислорода, температуры и влажности.

В процессе аэробной биодеградации исследуемого материала конечными продуктами биодеградации являются углекислый газ, вода, минеральные соли и новые компоненты микробных клеток (биомасса). Вырабатываемый углекислый газ непрерывно контролируется в исследуемом и пустом сосудах или измеряется через регулярные промежутки времени для определения кумулятивного образования углекислого газа. Процент биодеградации рассчитывается как отношение углекислого газа, произведенного исследуемым материалом, к максимальному теоретическому количеству углекислого газа, которое может быть произведено исследуемым материалом. Максимальное теоретическое количество произведенного углекислого газа рассчитывается на основе измеренного общего содержания органического углерода. Процент биодеградации не включает количество углерода, преобразованного в новую клеточную биомассу, которая не метаболизируется в углекислый газ в течение периода испытания.

Кроме того, в конце испытания определяется степень разложения испытуемого материала, а также может быть определена потеря массы испытуемого материала. Вместо зрелого компоста используется вермикулит,

• В случаях, когда праймирующий эффект испытуемого материала влияет на определение степени биодеградации, или
• Его следует использовать при определении биомассы и выполнении окончательного баланса углерода путем извлечения оставшегося исследуемого материала.

Поскольку слой вермикулита неорганический, он значительно снижает эффект затравки, повышая надежность метода. Ещё одно преимущество использования вермикулита заключается в том, что благодаря его низкой микробной активности в пустых ёмкостях выделяется очень мало углекислого газа (практически нулевое). Это позволяет точно оценить даже низкие уровни активности разложения.

Скорости минерализации, полученные при использовании активированного вермикулита, такие же или очень похожи на скорости минерализации, полученные при использовании зрелого компоста, как с точки зрения конечного уровня разложения, так и скорости разложения.

• Стандарт «EN ISO 14855-2 Часть 2: Гравиметрическое измерение количества выделяющегося диоксида углерода в лабораторных условиях» описывает метод определения предельной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в контролируемых условиях компостирования путем гравиметрического измерения количества выделяющегося диоксида углерода. Этот метод предназначен для достижения оптимальной скорости биоразложения путем регулирования влажности, вентиляции и температуры в компостном контейнере.

Данный метод применим к следующим материалам:

• Натуральные или синтетические полимеры и сополимеры и их смеси
• Пластиковые материалы, содержащие добавки, такие как пластификаторы или красители
• Водорастворимые полимеры
• Материалы, не подавляющие активность микроорганизмов, содержащихся в вакцине в условиях испытаний.

Если исследуемый материал подавляет микроорганизмы в инокуляте, можно использовать другой тип зрелого компоста или компоста предварительного воздействия.

Этот метод в первую очередь предназначен для достижения оптимальной скорости биоразложения пластика в зрелом компосте путём контроля влажности, скорости аэрации и температуры в компостном бункере. Он также направлен на определение конечной биоразлагаемости исследуемого материала с помощью малогабаритного реактора.

Скорость разложения периодически измеряют, определяя массу выделившегося диоксида углерода с помощью абсорбционной колонки, заполненной натронной известью и содовым тальком, на электронных весах.

Испытуемый материал смешивается с инокулятом, полученным из зрелого компоста, и инертным материалом, например, морским песком. Морской песок играет активную роль, выступая в качестве среды, удерживающей влагу и микроорганизмы. Примеры подходящих схем испытаний приведены в приложениях A и B.

Количество выделяющегося диоксида углерода измеряется с интервалами на электронных весах, а содержание диоксида углерода определяется следующим методом. Вывод формулы для расчета степени биодеградации по количеству выделяющегося диоксида углерода приведен в Приложении C. В этом методе степень биодеградации, выраженная в процентах, рассчитывается путем сравнения количества выделяющегося диоксида углерода с теоретическим значением.

Испытание прекращается по достижении плато биодеградации. Стандартный срок прекращения составляет 45 дней, но испытание может быть продолжено до шести месяцев.

Короче говоря, стандарты ISO 14855 имеют решающее значение для оценки биоразлагаемости пластиков в условиях контролируемого компостирования. В частности, они играют ключевую роль в обеспечении экологической устойчивости, оценивая процесс разложения биопластиков в промышленных системах компостирования.

Этот стандарт очень важен по следующим причинам:

• Обеспечение того, чтобы пластик, маркированный как биоразлагаемый, действительно разлагался в системах компостирования.
• Руководить разработкой экологически чистых альтернатив пластику.
• Обеспечение глобальной согласованности испытаний на биоразлагаемость.

Наша организация, которая на протяжении многих лет оказывает поддержку предприятиям всех секторов, предлагая широкий спектр мероприятий по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, может похвастаться сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом EN ISO 14855: «Определение предельной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в контролируемых условиях компостирования. Метод анализа выделяющегося углекислого газа».