ISO 17556 土壤中塑膠材料最終需氧生物降解性的測定

國際標準化組織（ISO）發布的《ISO 17556塑膠-透過測量需氧量或呼吸計中釋放的二氧化碳量來確定塑膠材料在土壤中的最終有氧生物降解性》標準描述了一種透過測量密閉呼吸計中釋放的需氧量或二氧化碳量來確定塑膠材料在土壤中的最終有氧生物降解性的方法。

該方法旨在透過調節測試土壤的含水量來達到最佳的生物降解程度。如果使用未適應土壤的接種物，此測試將模擬自然環境中的生物降解過程。如果使用先前暴露的土壤，該方法可用於研究測試材料的潛在生物降解性。

此方法適用於以下材料：

• 天然或合成聚合物、共聚物或其混合物
• 含有增塑劑或著色劑等添加劑的塑膠材料
• 水溶性聚合物

本標準可能不適用於在測試條件下抑制土壤中微生物活性的物質。抑制效果可以透過抑制對照或其他合適的方法來測量。如果測試物質抑制土壤中的微生物，則可以使用較低濃度的測試物質、其他土壤類型或先前暴露的土壤。

許多塑膠材料和產品的設計最終都是為了地面或地面上的應用。這些應用的發展是為了滿足生物降解在技術、環境、社會或經濟方面都有益處的需求。例如，農業（例如地膜）、園藝（例如麻繩和夾子、花盆、針頭）、喪葬用品（例如屍袋）以及娛樂（例如用於射擊的塑膠飛靶、狩獵子彈）。在許多情況下，這些塑膠產品的回收或再利用要么困難重重，要么經濟上不可行。

目前已開發出多種類型的可生物降解塑料，旨在使其在使用壽命結束後就地生物降解和分解。各種國際標準都規定了用於測定塑膠材料在水或堆肥條件下最終有氧或厭氧生物降解的測試方法。在考慮可生物降解塑膠的使用和處置時，建立一種測試方法來確定此類塑膠材料在土壤中的最終有氧生物降解至關重要。

原則上，該方法旨在透過控制土壤濕度，獲得試驗土壤中塑膠材料的最佳生物降解速率，並確定該材料的最終生物降解性。將作為唯一碳源和能量來源的塑膠材料與土壤混合。將混合物置於瓶中靜置一段時間，期間測定氧氣消耗量（ BOD）或二氧化碳釋放量。如果釋放的二氧化碳被吸收，則可以透過測量呼吸計容器中維持恆定氣體體積所需的氧氣量，或透過自動或手動測量體積或壓力（或兩者結合）的變化來確定氧氣消耗量。標準附錄（附錄A）中包含一個合適的呼吸計範例。

測量二氧化碳釋放量的方法是，以與測試物質生物降解動力學相關的時間間隔，將不含二氧化碳的空氣通入土壤，然後採用適當的方法測定空氣中的二氧化碳含量。生物降解水平（以百分比表示）是透過將耗氧量與理論需氧量進行比較，或將釋放的二氧化碳量與理論量進行比較來確定的。應考慮可能的硝化過程對耗氧量的影響。

典型的測試週期為六個月。測試時間可以縮短或延長，直到達到穩定期，但總測試週期不得超過兩年。與用於各種有機化合物的ISO 11266標準不同，此標準專門用於確定塑膠材料的生物降解性。

孵化應在黑暗或漫射光下進行，孵化室內應沒有對微生物有毒的蒸汽，溫度應保持在 20 度至 28 度之間，最好是 25 度，正負 2 度。

在開始測試之前，請務必確保所有玻璃器皿徹底清潔，且不含任何有機或有毒物質。這些測試所使用的設備包括：

• 密閉式呼吸計：將測試容器和所有其他必要設備置於恆溫箱或恆溫控制裝置（例如水浴）內。任何能夠足夠精確測定生化需氧量的呼吸計均可適用。最好是能夠測量並自動補充消耗氧氣的裝置，以防止分解過程中氧氣耗盡和微生物活性的抑制。
• 測量二氧化碳排放量的裝置：
  • 測試燒瓶：裝有不透二氧化碳並允許氣體吹掃的管道的玻璃容器（例如錐形燒瓶或燒杯），放在恆溫外殼或恆溫控制裝置（例如水浴）中。
  • 二氧化碳 自由空氣生產系統：能夠以幾毫升/分鐘的流速向每個測試瓶供應不含二氧化碳的空氣，並保持恆定在正負10%的偏差範圍內的系統。或者，也可以使用ASTM D5988所示的培養裝置。
  • 精確測定二氧化碳的分析設備：典型的例子包括二氧化碳紅外線分析儀、溶解無機碳分析儀、在鹼性溶液中完全吸收後進行滴定測定的裝置以及符合ISO 14855-2標準的二氧化碳重量法測定裝置。
• 分析天平。
• pH計。

簡而言之，ISO 17556 標準定義了一種用於評估塑膠材料在自然土壤環境中生物降解效果的測試方法。

隨著人們對塑膠污染和永續性的擔憂日益加劇，人們越來越需要確保標有「可生物降解」的塑膠能夠在自然環境中真正分解。本標準提供了一個標準的實驗室程序，用於評估塑膠材料在有氧（富氧）土壤條件下是否可生物降解。

該測試有助於：

• 製造商證實了他們的生物降解性聲明。
• 監管機構制定環境標準。
• 消費者和行業指定更具可持續性的材料。

這種測試方法透過測定微生物分解塑膠時釋放的二氧化碳量，來衡量塑膠材料在土壤中的最終好氧生物降解性。生物降解百分比的計算方法是將產生的二氧化碳總量與塑膠完全生物降解時可能產生的理論最大二氧化碳量進行比較。

在測試期內生物降解率超過90%的材料通常被認為是高度可生物降解的。降解速度較慢可能表示該材料不符合土壤生物降解聲明的要求。然而，本標準並未定義合格/不合格標準，僅規定了方法。監管機構或生態標籤組織可以根據此方法設定自己的閾值。

作為更廣泛的環保努力的一部分，該標準及類似標準透過鼓勵開發和使用能夠安全融入自然環境的材料來支持循環經濟。它們有助於區分真正可生物降解的塑膠和帶有誤導性環保宣傳的傳統塑膠。

因此，ISO 17556 標準在驗證塑膠在土壤環境中的生物降解性方面發揮著至關重要的作用。它提供了一種科學合理的生物降解測量方法，有助於保護消費者，引導產業創新，並為全球永續發展做出貢獻。

我們的機構運作多年，密切關注全球科技發展，擁有經驗豐富的專業團隊和廣泛的基礎設施，可為各行各業的企業進行廣泛領域的測試、測量和分析。此外，我們還提供符合 ISO 17556 塑膠標準的測試服務——透過呼吸計測量需氧量或二氧化碳釋放量，確定塑膠材料在土壤中的最終有氧生物降解性。