ASTM D5338 Bestämning av aerob biologisk nedbrytning av plastmaterial under kontrollerade komposteringsförhållanden

Standarden ”ASTM D5338 Standardtestmetod för bestämning av aerob biologisk nedbrytning av plastmaterial under kontrollerade komposteringsförhållanden inklusive termofila temperaturer” som utvecklats av American Society for Testing and Materials (ASTM) beskriver en testmetod för att bestämma graden och hastigheten av aerob biologisk nedbrytning av plastmaterial som exponeras för en kontrollerad komposteringsmiljö vid termofila temperaturer under laboratorieförhållanden.

Denna testmetod är utformad för att erhålla repeterbara och reproducerbara testresultat under kontrollerade förhållanden som efterliknar komposteringsförhållanden där termofila temperaturer uppnås. Testmaterialen exponeras för ett inokulum som härrör från kompost som härrör från kommunalt fast avfall. Aerob kompostering sker i en miljö där temperatur, luftning och fuktighet övervakas och kontrolleras noggrant.

Under kompostering uppnås termofila temperaturer enklast i storskaliga, professionellt skötta anläggningar. Sådana temperaturer kan dock även uppnås i mindre bostadskomposteringsenheter, ofta kallade bakgårds- eller hemkompostering.

Denna testmetod är utformad för att bestämma andelen kol i provet som omvandlas till koldioxid. Nedbrytningshastigheten övervakas också. Denna testmetod är utformad för att vara tillämplig på alla plastmaterial avsedda för kompostering i anläggningar som uppnår termofila temperaturer.

Biologisk nedbrytning av plast i en komposteringsenhet är viktig eftersom den kan påverka nedbrytningen av andra material som omges av plasten och kvaliteten och utseendet på det komposterade materialet. Biologisk nedbrytning av plast möjliggör också säker bortskaffande av dessa plaster genom stora, professionellt förvaltade komposteringsanläggningar och välskötta bostadsenheter där termofila temperaturer uppnås. Denna procedur utvecklades för att möjliggöra bestämning av hastigheten och graden av aerob biologisk nedbrytbarhet hos plastprodukter när de utsätts för en kontrollerad komposteringsprocess.

Eftersom komposteringsanläggningar varierar kraftigt i konstruktion och drift, och eftersom lagkraven för komposteringssystem varierar, är denna procedur inte avsedd att simulera miljön i ett specifikt komposteringssystem. Den förväntas dock härma miljön i en komposteringsoperation som arbetar under optimala förhållanden som uppnår termofila temperaturer. Mer specifikt syftar denna procedur till att skapa en standardiserad laboratoriemiljö som möjliggör snabb och reproducerbar bestämning av aerob biologisk nedbrytbarhet under kontrollerade komposteringsförhållanden.

ASTM D5338 är en kritisk testmetod utformad för att utvärdera den aeroba biologiska nedbrytningen av plastmaterial under kontrollerade komposteringsförhållanden. Denna standard används ofta för att bedöma miljöpåverkan av plast avsedd för kompostering, särskilt i kommunala eller industriella anläggningar. Genom att simulera en kontrollerad komposteringsmiljö vid termofila temperaturer ger denna standard reproducerbara resultat för att bestämma omfattningen och hastigheten av biologisk nedbrytning.

Kort sagt mäter denna metod hur effektivt plastmaterial bryts ner genom aeroba processer i en kontrollerad komposteringsmiljö. Denna standard motsvarar ISO 14855 "Bestämning av den slutliga aeroba biologiska nedbrytbarheten hos plastmaterial under kontrollerade komposteringsförhållanden - Metod för analys av utvecklad koldioxid" och är en nyckelkomponent i ASTM D6400-standarden för komposterbara plaster, som är erkänd av tillsynsmyndigheter och myndigheter för biologiska nedbrytbarhetspåståenden.

De viktigaste målen med denna standard är:

• Mätning av biologisk nedbrytning: Kvantifierar graden och hastigheten av aerob biologisk nedbrytning genom att mäta frisättningen av koldioxid under komposteringsprocessen.
• Simulering av komposteringsförhållanden: Efterliknar optimala komposteringsmiljöer, vanligtvis vid termofila temperaturer (58 grader) för att utvärdera materialprestanda i verkliga komposteringsanläggningar.
• Säkerställer reproducerbarhet: Tillhandahåller en standardiserad laboratoriemetod för att säkerställa konsekventa och tillförlitliga testresultat.

Standardtestmetoden ASTM D5338 innebär att plastmaterial exponeras för en kontrollerad komposteringsmiljö med hjälp av ett inokulum som härrör från kommunalt fast avfallskompost. Processen övervakas noggrant för att säkerställa optimala förhållanden för temperatur, ventilation och fuktighet. Metodens viktigaste komponenter är:

• Testmaterial:
  • Testobjekt: Tillämpliga på alla plastmaterial avsedda för kompostering, inklusive filmer, granulat, pulver eller formade produkter såsom hundben.
  • Innehåll av organiskt kol: För att beräkna teoretisk koldioxidproduktion krävs det att man känner till innehållet av organiskt kol i testmaterialet. Detta kan bestämmas genom elementaranalys eller en provformel.

Följande kontroller utförs:

• Positiv kontroll: En väldefinierad biologiskt nedbrytbar polymer, såsom mikrokristallin cellulosa av tunnskiktskromatografikvalitet (partikelstorlek upp till 20 µm), används för att validera testoppställningen.
• Negativ kontroll: Ett icke-biologiskt nedbrytbart material, såsom polyeten, säkerställer den biologiska nedbrytningsprocessens specificitet.
• Blankkontroll: Endast inokulatet används för att mäta baslinjeproduktionen av koldioxid.

• Inokulum: Det erhålls från välluftad kompost (2–4 månader gammal) från fast kommunalt avfall, siktad till maximalt 10 mm och fri från stora inerta material som glas eller stenar. Cirka 600 g torrsubstans används.
• Dosering av testsubstans: Vanligtvis blandas 100 g torrsubstans av testsubstansen med inokulatet.
• Reaktorstorlek: Kompostbehållaren är helst 2–5 liter stor och fylls inte till mer än tre fjärdedelar med testblandningen för att säkerställa tillräcklig luftning.
• Antal reaktorer: Minst 12 reaktorer används: 3 för testsubstansen, 3 för blankkontrollen, 3 för den positiva kontrollen och 3 för den negativa kontrollen.

• Temperatur: Bibehålls vid 58 grader för att simulera termofila komposteringsförhållanden.
• Ventilation och luftfuktighet: Noggrant övervakad och kontrollerad för att optimera mikrobiell aktivitet.
• Blandning: Komposten blandas varje vecka för att förhindra kanalbildning och säkerställa ett jämnt mikrobiellt angrepp på testmaterialet.
• Varaktighet: Vanligtvis 45 dagar, men kan förlängas upp till 180 dagar beroende på materialegenskaper och testkrav.

• Koldioxidutveckling: Biologisk nedbrytning mäts genom att mäta koldioxidproduktionen, vanligtvis med hjälp av respirometri med en koldioxidavskiljare, titreringsutrustning eller för mer frekventa mätningar (var 3–6:e timme) gaskromatografi.
• Biologisk nedbrytningsprocent: Beräknas enligt formeln som anges i standarden.

ASTM D5338-standarden anses vara viktig av följande skäl:

• Miljöefterlevnad: Tillverkare bekräftar sina miljövänliga påståenden genom att säkerställa att deras produkter uppfyller lagstadgade krav på komposterbarhet.
• Konsumentförtroende: ASTM D5338-certifieringen, en del av ASTM D6400-standarden, försäkrar konsumenterna om att produkterna kommer att brytas ner biologiskt i komposteringsanläggningar, vilket minskar miljöpåverkan.
• FoU: Främjar innovation inom hållbara material genom att tillhandahålla en standardmetod för att utveckla och testa nya biologiskt nedbrytbara plaster.
• Kompostkvalitet: Biologisk nedbrytning av plast i kompostenheter förhindrar nedbrytning av annat organiskt material, vilket resulterar i högkvalitativ kompost.

Som ett resultat är ASTM D5338 ett viktigt verktyg för att bedöma den aeroba biologiska nedbrytningen av plastmaterial i kontrollerade komposteringsmiljöer. Genom att tillhandahålla en standardiserad och reproducerbar metod för att mäta koldioxidutsläpp stöder den utvecklingen av hållbara plaster, säkerställer regelefterlevnad och ökar konsumenternas förtroende för komposterbara produkter. Även om den har begränsningar när det gäller att simulera specifika komposteringsanläggningar, är dess roll i miljöprestandatestning och innovation inom biologiskt nedbrytbara material obestridlig. Tillverkare, forskare och tillsynsmyndigheter förlitar sig på ASTM D5338 för att främja införandet av miljövänliga plaster i en värld som alltmer fokuserar på hållbarhet.

Vår organisation, som har varit verksam i många år och noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik, har ett team av erfarna yrkesmän och en bred infrastruktur för att utföra tester, mätningar och analyser inom en mängd olika områden för företag inom alla sektorer. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med ASTM D5338 Standard Test Method for Determining the Aerobic Biodegradation of Plastic Materials Under Controlled Composting Conditions, Inclusive Thermofila Temperatures.