ISO 17556 土壤中塑料材料最终需氧生物降解性的测定

国际标准化组织（ISO）发布的《ISO 17556塑料-通过测量需氧量或呼吸计中释放的二氧化碳量来确定塑料材料在土壤中的最终有氧生物降解性》标准描述了一种通过测量密闭呼吸计中释放的需氧量或二氧化碳量来确定塑料材料在土壤中的最终有氧生物降解性的方法。

该方法旨在通过调节测试土壤的含水量来达到最佳的生物降解程度。如果使用未适应土壤的接种物，该测试将模拟自然环境中发生的生物降解过程。如果使用先前暴露的土壤，该方法可用于研究测试材料的潜在生物降解性。

该方法适用于以下材料：

• 天然或合成聚合物、共聚物或其混合物
• 含有增塑剂或着色剂等添加剂的塑料材料
• 水溶性聚合物

本标准可能不适用于在测试条件下抑制土壤中微生物活性的物质。抑制效果可以通过抑制对照或其他合适的方法来测量。如果测试物质抑制土壤中的微生物，则可以使用较低浓度的测试物质、其他土壤类型或先前暴露的土壤。

许多塑料材料和产品的设计最终都是为了地面或地面上的应用。这些应用的开发是为了满足生物降解在技术、环境、社会或经济方面均有益处的需求。例如，农业（例如地膜）、园艺（例如麻绳和夹子、花盆、针头）、丧葬用品（例如尸袋）以及娱乐（例如用于射击的塑料飞靶、狩猎子弹）。在许多情况下，这些塑料产品的回收或再利用要么困难重重，要么经济上不可行。

目前已开发出多种类型的可生物降解塑料，旨在使其在使用寿命结束后就地生物降解和分解。各种国际标准都规定了用于测定塑料材料在水或堆肥条件下最终有氧或厌氧生物降解的测试方法。在考虑可生物降解塑料的使用和处置时，建立一种测试方法来确定此类塑料材料在土壤中的最终有氧生物降解至关重要。

原则上，该方法旨在通过控制土壤湿度，获得试验土壤中塑料材料的最佳生物降解速率，并确定该材料的最终生物降解性。将作为唯一碳源和能量来源的塑料材料与土壤混合。将混合物置于瓶中静置一段时间，期间测定氧气消耗量（ BOD）或二氧化碳释放量。如果释放的二氧化碳被吸收，则可以通过测量呼吸计容器中维持恒定气体体积所需的氧气量，或通过自动或手动测量体积或压力（或两者结合）的变化来确定氧气消耗量。标准附录（附录A）中包含一个合适的呼吸计示例。

测量二氧化碳释放量的方法是，以与测试物质生物降解动力学相关的时间间隔，将不含二氧化碳的空气通入土壤，然后采用合适的方法测定空气中的二氧化碳含量。生物降解水平（以百分比表示）是通过将耗氧量与理论需氧量进行比较，或将释放出的二氧化碳量与理论量进行比较来确定的。应考虑可能的硝化过程对耗氧量的影响。

典型的测试周期为六个月。测试时间可以缩短或延长，直至达到稳定期，但总测试周期不应超过两年。与用于各种有机化合物的ISO 11266标准不同，该标准专门用于确定塑料材料的生物降解性。

孵化应在黑暗或漫射光下进行，孵化室内应没有对微生物有毒的蒸汽，温度应保持在 20 度至 28 度之间，最好是 25 度，正负 2 度。

在开始测试之前，务必确保所有玻璃器皿彻底清洁，且不含任何有机或有毒物质。这些测试使用的设备包括：

• 密闭式呼吸计：将测试容器和所有其他必要设备置于恒温箱或恒温控制装置（例如水浴）内。任何能够足够精确地测定生化需氧量的呼吸计均可适用。最好是能够测量并自动补充消耗氧气的装置，以防止分解过程中氧气耗尽和微生物活性的抑制。
• 测量二氧化碳排放量的装置：
  • 测试烧瓶：装有不透二氧化碳并允许气体吹扫的管道的玻璃容器（例如锥形烧瓶或烧杯），放在恒温外壳或恒温控制装置（例如水浴）中。
  • 二氧化碳 自由空气生产系统：能够以几毫升/分钟的流速向每个测试瓶供应不含二氧化碳的空气，并保持恒定在正负10%的偏差范围内的系统。或者，也可以使用ASTM D5988中所示的培养装置。
  • 精确测定二氧化碳的分析设备：典型的例子包括二氧化碳红外分析仪、溶解无机碳分析仪、在碱性溶液中完全吸收后进行滴定测定的装置以及符合ISO 14855-2标准的二氧化碳重量法测定装置。
• 分析天平。
• pH计。

简而言之，ISO 17556 标准定义了一种用于评估塑料材料在自然土壤环境中生物降解效果的测试方法。

随着人们对塑料污染和可持续性的担忧日益加剧，人们越来越需要确保标有“可生物降解”的塑料能够在自然环境中真正分解。本标准提供了一个标准的实验室程序，用于评估塑料材料在有氧（富氧）土壤条件下是否可生物降解。

该测试有助于：

• 制造商证实了他们的生物降解性声明。
• 监管机构制定环境标准。
• 消费者和行业指定更具可持续性的材料。

这种测试方法通过测定微生物分解塑料时释放的二氧化碳量，来衡量塑料材料在土壤中的最终好氧生物降解性。生物降解百分比的计算方法是将产生的二氧化碳总量与塑料完全生物降解时可能产生的理论最大二氧化碳量进行比较。

在测试期内生物降解率超过90%的材料通常被认为是高度可生物降解的。降解速度较慢可能表明该材料不符合土壤生物降解声明的要求。然而，本标准并未定义合格/不合格标准，仅规定了方法。监管机构或生态标签组织可以根据此方法设定自己的阈值。

作为更广泛的环保努力的一部分，该标准及类似标准通过鼓励开发和使用能够安全融入自然环境的材料来支持循环经济。它们有助于区分真正可生物降解的塑料和带有误导性环保宣传的传统塑料。

因此，ISO 17556 标准在验证塑料在土壤环境中的生物降解性方面发挥着至关重要的作用。它提供了一种科学合理的生物降解测量方法，有助于保护消费者，引导行业创新，并为全球可持续发展做出贡献。

我们的机构运营多年，密切关注全球科技发展，拥有经验丰富的专业团队和广泛的基础设施，可为各行各业的企业开展广泛领域的测试、测量和分析。此外，我们还提供符合 ISO 17556 塑料标准的测试服务——通过呼吸计测量需氧量或二氧化碳释放量，确定塑料材料在土壤中的最终有氧生物降解性。