ISO 14852 Определение предельной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в водной среде – Метод анализа выделяющегося диоксида углерода

С ростом использования пластика его переработка и утилизация стали серьёзной проблемой. Переработка должна стать приоритетной задачей. Биоразлагаемые пластики становятся одним из доступных вариантов решения этих экологических проблем. Пластиковые материалы, такие как изделия или упаковка, предназначенные для компостирования, должны быть потенциально биоразлагаемыми. Поэтому определение потенциальной биоразлагаемости таких материалов и получение информации об их потенциальной биоразлагаемости имеют решающее значение.

Стандарт Международной организации по стандартизации (ИСО) «ISO 14852 Определение полной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в водных средах. Метод анализа выделяющегося диоксида углерода» описывает метод определения степени аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов, в том числе содержащих добавки в рецептурах, путем измерения количества выделяющегося диоксида углерода. Этот метод включает воздействие на исследуемый материал инокулята, полученного из активного ила, в аэробных условиях в искусственной среде в стандартных лабораторных условиях.

Хотя условия, используемые в настоящем стандарте, не обязательно соответствуют оптимальным условиям, которые допускают максимальную биодеградацию, этот метод испытаний предназначен для измерения биодеградации пластиковых материалов и предоставления информации об их потенциальной биоразлагаемости.

Этот метод позволяет улучшить оценку биодеградации за счет расчета баланса углерода.

Данный метод применим к следующим материалам:

• Натуральные или синтетические полимеры, сополимеры или их смеси.
• Пластиковые материалы, содержащие добавки, такие как пластификаторы, красители или другие соединения.
• водорастворимые полимеры.
• Материалы, не ингибирующие микроорганизмы, присутствующие в вакцине в условиях испытания. Ингибирующее действие можно определить с помощью контроля ингибирования или другого подходящего метода (например, ISO 8192). Если исследуемый материал оказывает ингибирующее действие на вакцину, можно использовать более низкую тестовую концентрацию, другую вакцину или вакцину, ранее подвергавшуюся воздействию.

Для целей настоящего стандарта предельная аэробная биоразлагаемость: относится к скорости разложения органического соединения микроорганизмами в присутствии кислорода, выраженной в процентах превращения в углекислый газ, воду и минеральные соли других присутствующих элементов (минерализация) и новую биомассу.

Стандарт ISO 14852 — это общепринятый метод оценки биоразлагаемости пластиковых материалов в водной среде. Этот стандарт имеет решающее значение для отраслей, разрабатывающих биоразлагаемые пластики, поскольку он обеспечивает стандартизированный подход к оценке эффективности разложения материала в аэробных условиях с использованием микроорганизмов.

Настоящий стандарт включает лабораторный метод определения аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в водной среде, в том числе содержащих такие добавки, как пластификаторы или красители. Этот стандарт ориентирован на измерение количества углекислого газа, образующегося в процессе микробного разложения. Это значение указывает на степень разложения материала микроорганизмами.

Этот метод разработан для моделирования условий, в которых пластик может находиться в таких средах, как очистные сооружения или естественные водные системы, и получения информации об их потенциальном воздействии на окружающую среду. Он особенно важен для оценки биоразлагаемых пластиков, направленных на снижение загрязнения таких сред, как морская, где ежегодно сбрасывается около 8 миллионов тонн пластика.

Метод испытания ISO 14852 предполагает воздействие на пластиковый материал инокулята (обычно активного ила, зрелого компоста или почвы) в контролируемых аэробных, мезофильных (при умеренной температуре) условиях. Основные этапы:

• Схема эксперимента: Пластик, используемый в качестве единственного источника углерода, помещают в синтетическую водную среду с концентрацией углерода 100–2000 мг/л. При использовании более высоких концентраций требуется оптимизированная среда. Для инициирования разложения добавляют инокулят, содержащий активные микроорганизмы.
• Аэрация и инкубация: Для поддержания аэробных условий тестовая смесь непрерывно аэрируется воздухом, не содержащим углекислого газа. Аппарат встряхивается в испытательных бутылях в течение периода, как правило, не превышающего шести месяцев, в зависимости от кинетики разложения материала.
• Измерение содержания углекислого газа: Углекислый газ, выделяющийся в процессе микробного разложения, улавливается и измеряется с помощью подходящего аналитического метода, например, титрования или инфракрасной спектроскопии. Степень биоразложения рассчитывается путем сравнения количества выделяемого углекислого газа, выраженного в процентах, с теоретически максимальным количеством углекислого газа, которое может выделять материал.
• Дополнительный углеродный баланс: этот стандарт позволяет рассчитать углеродный баланс для улучшения оценки биодеградации и обеспечения более полного понимания распада материала.
• Контроль ингибирования: Чтобы убедиться, что материал не ингибирует микробную активность, испытания включают контроль ингибирования или ссылку на такие стандарты, как ISO 8192. Если происходит ингибирование, вносятся корректировки, например, снижается концентрация испытуемого материала или используется предварительно экспонированный инокулят.

Условия, предусмотренные стандартом ISO 14852, не оптимизированы для достижения максимальной биодеградации, а стандартизированы для обеспечения единообразного измерения потенциала биоразлагаемости материала. Этот стандарт применим к широкому спектру материалов, включая:

• Натуральные и синтетические полимеры, сополимеры или смеси.
• Пластмассы, содержащие добавки, такие как пластификаторы или красители.
• Материалы, предназначенные для применений, где биоразлагаемость в водной среде имеет решающее значение, например, для упаковки или сельскохозяйственных пленок.

Этот стандарт особенно ценен для:

• Производители: Для проверки заявлений о биоразлагаемости в целях маркетинга и сертификации (например, соответствия стандарту BS EN 13432, который требует 90-процентного биоразложения в течение определенного периода времени).
• Исследователи: изучают механизмы деградации и разрабатывают новые биоразлагаемые материалы.
• Регулирующие органы: обеспечивают соблюдение экологических стандартов и сокращают количество пластиковых отходов в водных экосистемах.

Стандарт ISO 14852 играет ключевую роль в решении проблемы глобального загрязнения пластиком. Учитывая, что в настоящее время в океанах находится около 150 миллионов тонн пластика, а ежегодно в океаны добавляются тысячи тонн микропластика, биоразлагаемые пластики представляют собой потенциальное решение для снижения ущерба окружающей среде. Предоставляя надежный метод тестирования биоразлагаемости, этот стандарт гарантирует, что материалы, продаваемые как биоразлагаемые, могут эффективно разлагаться в естественных или управляемых условиях, снижая риски для морской флоры и фауны и экосистем.

Кроме того, этот стандарт поддерживает инновации в области устойчивых материалов. Исследования сократили время испытаний и повысили воспроизводимость результатов. Это достижение позволяет ускорить оценку новых биоразлагаемых материалов.

Между тем, хотя стандарт ISO 14852 является надёжным, условия испытаний не отражают оптимальных условий для максимальной биодеградации, поэтому результаты отражают потенциальные, а не реальные показатели. Более того, вариабельность природных инокулянтов, таких как почва из разных регионов, может влиять на воспроизводимость.

Следовательно, стандарт ISO 14852 имеет основополагающее значение для оценки аэробной биоразлагаемости пластиков в водных средах. Он способствует разработке устойчивых материалов, предоставляя стандартизированный и воспроизводимый метод оценки эффективности разложения пластиков путем измерения выделения углекислого газа. Этот и аналогичные стандарты играют важнейшую роль в обеспечении того, чтобы биоразлагаемые пластики соответствовали своим экологическим ожиданиям, прокладывая путь к более чистому и устойчивому будущему.

Наша организация, работающая много лет и внимательно следящая за мировыми достижениями в области науки и технологий, располагает командой опытных специалистов и обширной инфраструктурой для проведения испытаний, измерений и анализа в широком спектре областей для предприятий всех секторов экономики. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ISO 14852 «Определение предельной аэробной биоразлагаемости пластиковых материалов в водных средах. Метод анализа выделяющегося диоксида углерода».