ASTM D5338 Stanovenie aeróbnej biodegradácie plastových materiálov za kontrolovaných podmienok kompostovania

Norma „ASTM D5338 Štandardná testovacia metóda na stanovenie aeróbnej biodegradácie plastových materiálov za kontrolovaných podmienok kompostovania vrátane termofilných teplôt“ vyvinutá Americkou spoločnosťou pre testovanie a materiály (ASTM) opisuje testovaciu metódu na stanovenie stupňa a rýchlosti aeróbnej biodegradácie plastových materiálov vystavených kontrolovanému kompostovaciemu prostrediu pri termofilných teplotách v laboratórnych podmienkach.

Táto testovacia metóda je navrhnutá tak, aby sa dosiahli opakovateľné a reprodukovateľné výsledky testov za kontrolovaných podmienok, ktoré napodobňujú podmienky kompostovania, kde sa dosahujú termofilné teploty. Testované materiály sú vystavené inokulu získanému z kompostu z tuhého komunálneho odpadu. Aeróbne kompostovanie prebieha v prostredí, kde sa teplota, prevzdušňovanie a vlhkosť dôkladne monitorujú a kontrolujú.

Počas kompostovania sa termofilné teploty najľahšie dosiahnu vo veľkých, profesionálne spravovaných zariadeniach. Takéto teploty sa však dajú dosiahnuť aj v menších obytných kompostovacích jednotkách, často označovaných ako záhradné alebo domáce kompostovanie.

Táto testovacia metóda je navrhnutá na stanovenie percenta uhlíka vo vzorke, ktorý sa premieňa na oxid uhličitý. Monitoruje sa aj rýchlosť biodegradácie. Táto testovacia metóda je navrhnutá tak, aby bola použiteľná pre všetky plastové materiály určené na kompostovanie v zariadeniach, ktoré dosahujú termofilné teploty.

Biodegradácia plastov v kompostovacej jednotke je dôležitá, pretože môže ovplyvniť rozklad iných materiálov obklopených plastom a kvalitu a vzhľad kompostovaného materiálu. Biodegradácia plastov tiež umožňuje bezpečnú likvidáciu týchto plastov prostredníctvom veľkých, profesionálne riadených kompostovacích zariadení a dobre riadených obytných jednotiek, kde sa dosahujú termofilné teploty. Tento postup bol vyvinutý s cieľom umožniť stanovenie rýchlosti a stupňa aeróbnej biologickej odbúrateľnosti plastových výrobkov, keď sú podrobené kontrolovanému procesu kompostovania.

Keďže sa kompostovacie zariadenia značne líšia v konštrukcii a prevádzke a keďže sa líšia aj právne požiadavky na kompostovacie systémy, tento postup nie je určený na simuláciu prostredia konkrétneho kompostovacieho systému. Očakáva sa však, že napodobní prostredie kompostovacej prevádzky prevádzkovanej za optimálnych podmienok, ktoré dosahujú termofilné teploty. Konkrétnejšie, cieľom tohto postupu je vytvoriť štandardné laboratórne prostredie, ktoré umožní rýchle a reprodukovateľné stanovenie aeróbnej biologickej odbúrateľnosti za kontrolovaných podmienok kompostovania.

Norma ASTM D5338 je kritická testovacia metóda určená na hodnotenie aeróbnej biodegradácie plastových materiálov za kontrolovaných podmienok kompostovania. Táto norma sa široko používa na posudzovanie vplyvu plastov určených na kompostovanie na životné prostredie, najmä v komunálnych alebo priemyselných zariadeniach. Simuláciou kontrolovaného kompostovacieho prostredia pri termofilných teplotách táto norma poskytuje reprodukovateľné výsledky na určenie rozsahu a rýchlosti biodegradácie.

Stručne povedané, táto metóda meria, ako efektívne sa plastové materiály rozkladajú aeróbnymi procesmi v kontrolovanom kompostovacom prostredí. Táto norma je ekvivalentom normy ISO 14855 „Stanovenie maximálnej aeróbnej biologickej odbúrateľnosti plastových materiálov za kontrolovaných podmienok kompostovania – Metóda analýzy uvoľneného oxidu uhličitého“ a je kľúčovou súčasťou normy ASTM D6400 pre kompostovateľné plasty, ktorú regulačné a vládne agentúry uznávajú pre tvrdenia o biologickej odbúrateľnosti.

Hlavné ciele tejto normy sú:

• Meranie biodegradácie: Kvantifikuje stupeň a rýchlosť aeróbnej biodegradácie meraním uvoľňovania oxidu uhličitého počas procesu kompostovania.
• Simulácia kompostovacích podmienok: Napodobňuje optimálne kompostovacie prostredie, zvyčajne pri termofilných teplotách (58 stupňov Celzia), na vyhodnotenie výkonnosti materiálu v reálnych kompostárňach.
• Zabezpečenie reprodukovateľnosti: Poskytuje štandardnú laboratórnu metódu na zabezpečenie konzistentných a spoľahlivých výsledkov testov.

Štandardná testovacia metóda ASTM D5338 zahŕňa vystavenie plastových materiálov kontrolovanému kompostovaciemu prostrediu s použitím inokula získaného z kompostu z tuhého komunálneho odpadu. Proces je starostlivo monitorovaný, aby sa zabezpečili optimálne podmienky pre teplotu, vetranie a vlhkosť. Kľúčové komponenty metodiky sú:

• Testovacie materiály:
  • Testované položky: Platí pre všetky plastové materiály určené na kompostovanie vrátane fólií, granúl, práškov alebo tvarovaných výrobkov, ako sú psie kosti.
  • Obsah organického uhlíka: Výpočet teoretickej produkcie oxidu uhličitého vyžaduje znalosť obsahu organického uhlíka v testovanom materiáli. Ten sa dá určiť elementárnou analýzou alebo vzorcom vzorky.

Vykonávajú sa nasledujúce kontroly:

• Pozitívna kontrola: Na validáciu testovacieho nastavenia sa používa dobre definovaný biologicky odbúrateľný polymér, ako napríklad mikrokryštalická celulóza vhodná na tenkovrstvovú chromatografiu (veľkosť častíc do 20 µm).
• Negatívna kontrola: Špecifickosť procesu biodegradácie zabezpečuje biologicky nerozložiteľný materiál, ako je polyetylén.
• Slepá kontrola: Na meranie základnej produkcie oxidu uhličitého sa používa iba inokulum.

• Inokulum: Získava sa z dobre prevzdušneného kompostu (2 – 4 mesiace starého) z tuhého komunálneho odpadu, preosiateho s maximálne 10 mm veľkosťou zrna a zbaveného veľkých inertných materiálov, ako je sklo alebo kamene. Používa sa približne 600 g suchej hmoty.
• Dávkovanie testovanej látky: Typicky sa 100 g suchej tuhej látky testovanej látky zmieša s inokulom.
• Veľkosť reaktora: Kompostové nádoby majú výhodne objem 2 – 5 litrov a nie sú naplnené viac ako do troch štvrtín testovacou zmesou, aby sa zabezpečilo dostatočné prevzdušnenie.
• Počet reaktorov: Používa sa najmenej 12 reaktorov: 3 pre testovanú látku, 3 pre slepú kontrolu, 3 pre pozitívnu kontrolu a 3 pre negatívnu kontrolu.

• Teplota: Udržiavaná na 58 stupňoch, aby sa simulovali termofilné podmienky kompostovania.
• Vetranie a vlhkosť: Dôkladne monitorované a kontrolované s cieľom optimalizovať mikrobiálnu aktivitu.
• Miešanie: Kompost sa mieša každý týždeň, aby sa zabránilo tvorbe kanálikov a zabezpečilo sa rovnomerné mikrobiálne napadnutie testovaného materiálu.
• Trvanie: Zvyčajne 45 dní, ale môže sa predĺžiť až na 180 dní v závislosti od vlastností materiálu a požiadaviek na testovanie.

• Vývoj oxidu uhličitého: Biodegradácia sa meria meraním produkcie oxidu uhličitého, zvyčajne pomocou respirometrie so zariadením na zachytávanie oxidu uhličitého, titračného zariadenia alebo pri častejších meraniach (každé 3 – 6 hodiny) plynovej chromatografie.
• Percento biodegradácie: Vypočítané podľa vzorca uvedeného v norme.

Norma ASTM D5338 sa považuje za dôležitú z nasledujúcich dôvodov:

• Súlad s environmentálnymi predpismi: Výrobcovia podporujú svoje tvrdenia o šetrnosti k životnému prostrediu zabezpečením toho, aby ich výrobky spĺňali zákonné požiadavky na kompostovateľnosť.
• Dôvera spotrebiteľov: Certifikácia ASTM D5338, ktorá je súčasťou normy ASTM D6400, uisťuje spotrebiteľov, že produkty sa v kompostárňach biologicky rozložia, čím sa zníži vplyv na životné prostredie.
• Výskum a vývoj: Podporuje inovácie v oblasti udržateľných materiálov poskytovaním štandardnej metódy pre vývoj a testovanie nových biologicky rozložiteľných plastov.
• Kvalita kompostu: Biodegradácia plastov v kompostovacích jednotkách zabraňuje rozkladu iných organických látok, čo vedie k vysokokvalitnému kompostu.

V dôsledku toho je norma ASTM D5338 dôležitým nástrojom na posudzovanie aeróbnej biodegradácie plastových materiálov v kontrolovaných kompostovacích prostrediach. Poskytovaním štandardizovanej a reprodukovateľnej metódy na meranie emisií oxidu uhličitého podporuje vývoj udržateľných plastov, zabezpečuje súlad s predpismi a zvyšuje dôveru spotrebiteľov v kompostovateľné produkty. Hoci má obmedzenia pri simulácii špecifických kompostovacích zariadení, jej úloha v testovaní environmentálnych vlastností a inováciách v oblasti biologicky rozložiteľných materiálov je nepopierateľná. Výrobcovia, výskumníci a regulačné orgány sa spoliehajú na normu ASTM D5338 pri podpore prijímania ekologických plastov vo svete, ktorý sa čoraz viac zameriava na udržateľnosť.

Naša organizácia, ktorá pôsobí už mnoho rokov a dôkladne sleduje globálny vývoj vo vede a technike, zamestnáva tím skúsených odborníkov a širokú infraštruktúru na vykonávanie testovania, merania a analýz v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so štandardnou testovacou metódou ASTM D5338 na stanovenie aeróbnej biodegradácie plastových materiálov za kontrolovaných podmienok kompostovania vrátane termofilných teplôt.