ISO 14852 塑料材料在水环境中最终需氧生物降解性的测定 - 通过分析释放的二氧化碳的方法

随着塑料使用量的不断增加，其回收和处置已成为一项重大挑战。回收利用应作为首要任务加以推广。可生物降解塑料正逐渐成为应对这些环境挑战的可用方案之一。塑料材料，例如用于堆肥设施的产品或包装，必须具有潜在的生物降解性。因此，确定此类材料的潜在生物降解性并获得其潜在生物降解性的指标至关重要。

国际标准化组织 (ISO) 标准“ISO 14852 塑料材料在水介质中最终需氧生物降解性的测定 - 二氧化碳释放量分析方法”描述了一种通过测量释放出的二氧化碳量来确定塑料材料（包括含有配方添加剂的塑料材料）需氧生物降解程度的方法。该方法包括在标准实验室条件下，将测试材料暴露于合成环境中有氧条件下的活性污泥接种物中。

尽管本标准中使用的条件不一定与允许最大程度生物降解的最佳条件相对应，但该测试方法旨在测量塑料材料的生物降解性并提供其潜在生物降解性的指示。

该方法可以通过计算碳平衡来改进对生物降解的评估。

本方法适用于以下材料：

• 天然或合成的聚合物、共聚物或其混合物。
• 含有增塑剂、着色剂或其他化合物等添加剂的塑料材料。
• 水溶性聚合物。
• 在试验条件下不会抑制疫苗中存在的微生物的材料。可以使用抑制对照或其他合适的方法（例如，ISO 8192）来确定抑制效果。如果试验材料对疫苗有抑制作用，则可以使用较低的试验浓度、其他疫苗或先前暴露的疫苗。

就本标准而言，最终好氧生物降解性：指在有氧条件下微生物降解有机化合物的速率，以转化为二氧化碳、水和其他存在元素的矿物盐（矿化）和新生物质的百分比表示。

ISO 14852 标准是全球公认的评估塑料材料在水环境中生物降解性的方法。该标准对于开发可生物降解塑料的行业至关重要，因为它提供了一种标准化方法，用于测量材料在有氧条件下利用微生物降解的有效性。

该标准包含一种实验室方法，用于测定塑料材料在水环境中的需氧生物降解性，包括含有增塑剂或着色剂等添加剂的材料。该标准重点测量微生物降解过程中产生的二氧化碳量。这可以表明材料被微生物降解的程度。

该方法旨在模拟塑料在污水处理厂或天然水系统等环境中可能存在的条件，并提供有关其潜在环境影响的信息。这对于评估可生物降解塑料以减少海洋等环境污染尤为重要，因为海洋环境每年约有8万吨塑料被丢弃。

ISO 14852 测试方法要求将塑料材料在受控的有氧、中温（中等温度）条件下暴露于接种物（通常是活性污泥、成熟堆肥或土壤）中。关键步骤如下：

• 测试设置：将塑料材料作为唯一碳源，置于碳浓度为100–2000 mg/L的合成水介质中。如果使用更高的浓度，则需要优化的培养基。添加含有活性微生物的接种物以启动降解。
• 充气和培养：为了保持有氧条件，测试混合物需持续通入不含二氧化碳的空气。仪器在测试瓶中摇晃，时间通常不超过六个月，具体取决于材料的降解动力学。
• 二氧化碳测量：捕获微生物降解过程中释放的二氧化碳，并使用合适的分析方法（例如滴定法或红外光谱法）进行测量。生物降解程度的计算方法是将释放的二氧化碳（以百分比表示）与材料理论上可产生的二氧化碳最大量进行比较。
• 可选碳平衡：该标准允许进行碳平衡计算，以增强生物降解评估并提供对材料分解的更全面的了解。
• 抑制控制：为了确保材料不会抑制微生物活动，测试包括抑制控制或参考 ISO 8192 等标准。如果发生抑制，则进行调整，例如降低测试材料浓度或使用预暴露的接种物。

ISO 14852 中的条件并非针对最大程度的生物降解而优化，而是经过标准化，以便对材料的生物降解潜力提供一致的衡量标准。该标准适用于多种材料，包括：

• 天然和合成聚合物、共聚物或混合物。
• 含有增塑剂或着色剂等添加剂的塑料。
• 专为在水环境中生物降解性至关重要的应用而设计的材料，例如包装或农用薄膜。

该标准对于以下方面尤其有价值：

• 制造商：验证营销和认证的生物降解性声明（例如符合 BS EN 13432，要求在规定时间内实现 90% 的生物降解）。
• 研究人员：研究降解机制并开发新型可生物降解材料。
• 监管机构：执行环境标准并减少水生生态系统中的塑料垃圾。

ISO 14852 标准对于应对全球塑料污染危机至关重要。目前，海洋中约有 150 亿吨塑料，且每年新增数千吨微塑料，可生物降解塑料为减少环境损害提供了潜在的解决方案。该标准提供了一种可靠的生物降解性测试方法，确保市场上销售的可生物降解材料能够在自然环境或人工环境中有效降解，从而降低对海洋生物和生态系统的风险。

此外，该标准还支持可持续材料的创新。相关研究缩短了测试时间，并提高了可重复性。这一进展使得对新型可生物降解材料的评估速度更快。

同时，虽然 ISO 14852 标准是一项严格的标准，但其测试条件并非反映最大程度生物降解的最佳条件，因此结果反映的是潜在性能而非实际性能。此外，天然接种物（例如来自不同地区的土壤）的差异也会影响测试的可重复性。

因此，ISO 14852 标准对于评估塑料在水环境中的需氧生物降解性至关重要。它提供了一种标准化且可重复的方法，通过测量二氧化碳释放量来评估塑料的降解效率，从而支持可持续材料的开发。该标准及类似标准在确保可生物降解塑料履行其环保承诺方面发挥着关键作用，为更清洁、更可持续的未来铺平了道路。

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