降解塑料的降解性能检验方法
导语：
塑料废弃后回收和处理已变成一个热点，但塑料要完全回收是困难的，如何管理处置好废旧塑料管理是全世界范围内关注的问题。塑料回收技术包括材料回收（机械回收、化学或单体回收、生物或有机回收）和能源回收（热能、蒸汽能或电能作为化石燃料和其他燃料资源的替代品）。另外，一些难回收的塑料如渔具、农业用覆盖物和水溶性的聚合物等，常常从封闭的垃圾处理循环系统中泄漏到环境中去；一些海洋中应用的制品是由塑料制成的（例如渔具），这些制品有时会被遗失或有意放置在海洋环境中；被送至堆肥设备的产品或包装材料应尽可能地生物降解（生物分解）。生物分解塑料的使用是一种有价值的可进行回收的选择（生物或有机回收）。所以，采用生物降解材料是解决这类环境问题的有效途径之一。测定这些材料可能的生物分解能力和获得在自然环境中它们生物分解能力的指标就很重要。
今天，专委会秘书处重新整理汇总并比对了“不同可降解塑料的降解性能测试方法、测试原理、降解周期和适用范围”的相关信息，以期能让更多读者清晰地了解可降解塑料领域相关检测标准和要求。
不同可降解塑料的降解性能测试方法测试原理、降解周期和适用范围比较
本文将从降解塑料类型、依据标准号、标准名称、测试原理、降解周期、适用范围等方面给广大读者进行分析比对。
一.淡水环境降解
1. GB/T 19276.1水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定密闭呼吸计中需氧量的方法
测试原理：
在水性系统中利用好气微生物来测定材料的生物分解率。试验混合物包含一种无机培养基、有机碳浓度介于100 mg/L～2 000 mg/L的试验材料（碳和能量的唯一来源），以及活性污泥或堆肥或活性土壤的悬浮液制成的培养液。此混合物在呼吸计内密封烧瓶中被搅拌培养一定时间，试验周期不能超过6个月。在烧瓶的上方用适当的吸收器吸收释放出的二氧化碳，测量生化需氧量（BOD）。生物分解的水平通过生化需氧量（BOD）和理论需氧量（ThOD）的比来求得，用百分率表示。
降解周期：180天
适用范围：
天然和（或）合成聚合物、共聚物或它们的混合物；
含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料；
水溶性聚合物。
2. GB/T 19276.2水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法
测试原理：
在水性系统中利用好气微生物来测定试验材料的生物分解率。试验混合物包含一种无机培养基、有机碳浓度介于100 mg/L～2 000 mg/L的试验材料（碳和能量的唯一来源），以及活性污泥或堆肥或活性土壤的悬浮液制成的培养液。混合物在试验烧瓶中搅拌并通以去除二氧化碳的空气，试验周期依赖于试验材料生物分解能力，但不能超过6个月。微生物分解材料时释放出的二氧化碳可用合适的方法来测定。生物分解程度用释放的二氧化碳量和二氧化碳理论释放量（ThCO2）的比来求得，以百分率表示。
降解周期：180天
适用范围：
天然和（或）合成聚合物、共聚物或它们的混合物；
含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料；
水溶性聚合物。
3. GB/T 32106塑料 在水性培养液中最终厌氧生物分解能力的测定 通过测量生物气体产物的方法
测试原理：
本标准是在水性培养液中、无氧条件下测定塑料的生物分解能力。首先将消化污泥使用前进行洗涤，使其含有极少量无机碳（IC），并稀释至总干固体浓度为1 g/L～3 g/L。将有机碳（OC）浓度为20 mg/L～200 mg/L的试验材料与消化污泥在温度为35 ℃±2 ℃的密闭容器、厌氧条件下培养一段时间（通常不超过60天）。在此条件下，试验材料会生物分解为二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4），CO2和CH4的产生会导致试验容器顶部压力或体积增加，所以可以根据测定压力或体积的增加量来获得所释放的生物气体量。以上转化成生物气体和无机碳的总碳量，和试验材料本身所含的碳总量（可通过测量或分子式计算得到）的百分比，即为试验材料的生物分解百分率。
降解周期：60天
适用范围：
天然和（或）合成聚合物、共聚物或它们的混合物；
含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料；
水溶性聚合物。
二.可堆肥化降解
01. 可工业化堆肥GB/T 28206
1. GB/T 19277.1受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法 第1部分：通用方法
测试原理：
本测定方法在模拟的强烈需氧堆肥条件下，测定试验材料最终需氧生物分解能力和崩解程度。使用的接种物来自于稳定的、腐熟的堆肥，如可能，从城市固体废弃物中有机物的堆肥中获取。试验材料与接种物混合，导入静态堆肥容器。在该容器中，混合物在规定的温度、氧浓度和湿度下进行强烈的需氧堆肥。试验周期不超过6个月。在试验材料的需氧生物分解过程中，二氧化碳、水、矿化无机盐及新的生物质都是最终生物分解的产物。
在试验中连续监测、定期测量试验容器和空白容器产生的二氧化碳，累计产生的二氧化碳量。试验材料在试验中实际产生的二氧化碳量与该材料可以产生的二氧化碳的理论量之比为生物分解百分率。
降解周期：180天
适用范围：
塑料等有机高分子材料
2. GB/T 19277.2受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法 第2部分: 用重量分析法测定实验室条件下二氧化碳的释放量
测试原理：
旨在使用小型反应器测定试验材料的最终生物分解能力。通过控制堆肥容器的湿度、通氧率和温度，测定计算腐熟堆肥条件下试验材料的生物分解速率。试验材料由来自腐熟堆肥的接种物和惰性材料如海沙混合而成。通过比较二氧化碳释放量与理论二氧化碳释放量（ThCO2）得到材料的生物分解率（以百分率表示）。当生物分解达到平稳阶段时结束试验。终止的标准时间为45天，但试验也可持续达180天。
降解周期：45天；最长可以180天
适用范围：
天然和/或合成聚合物，共聚物及它们的混合物；
含有如增塑剂、颜料等添加物的塑料；
水溶性聚合物；
在实验条件下，不会抑制接种物中微生物活性的材料。
3. GB/T 19811在定义堆肥化中试条件下 塑料材料崩解程度的测定
测试原理：
本标准用于测定在定义的中试条件下需氧堆肥试验中塑料材料的崩解程度。本标准规定的试验方法可用于测定在堆肥化过程中试验材料所受的影响及获得堆肥的质量，但不能用于测定试验材料需氧生物分解能力。试验材料与新鲜的生物质废弃物以精确的比例混合后，置入已定义的堆肥化环境中。自然界中普遍存在的微生物种群自然地引发堆肥化过程，一般情况下，约在12周以后。试验材料的崩解性通过2 mm试验筛筛上物的试验材料碎片的量与总干固体量的比值来评价。
降解周期：12周；或堆肥实际周期
适用范围：
塑料等有机高分子材料
4. OECD 208 植物毒性试验要求
测试原理：
旨在评估化学物质对种子的发芽和生长所带来的潜在影响。在可堆肥塑料评价中，主要是评价生物降解材料堆肥化后的堆肥的生态毒性评价。在实验过程中，发芽秧苗的平均存活率至少达到90%;
降解周期：植物生长时间
适用范围：
堆肥化后的堆肥
02
可庭院堆肥
1. AS5810-2010 可庭院堆肥塑料技术规范
测试原理：
标准规定了适用于家庭堆肥的塑料产品的要求和评价程序，塑料产品中的各组分均满足全部要求时，才视为可家庭堆肥。本标准可作为适合家庭堆肥的塑料产品标签的基础。符合本标准要求的塑料产品进行堆肥并不一定生产高质量的堆肥。本标准规定四项要求。
降解周期：
a)生物分解性能（即材料原本的可生物分解性），测试方法为GB/T 19277.1、19277.2——365天；
b)堆肥过程中的崩解性能；测试方法GB/T 19811或ISO 20200——180天；
c)对生物分解过程产生不利影响；测试方法OECD 208 ——植物生长时间；
d)对最终堆肥质量产生不利影响，如：有害元素超量——/。
适用范围：
塑料材料
三.可土壤降解
1. GB/T 22047土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法
测试原理：
本标准规定了通过测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳量的方法，测定土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力。生物分解率通过生化需氧量（BOD）和理论需氧量（ThOD）的比或用释放的二氧化碳量和二氧化碳理论释放量（ThCO2）的比来求得，结果用百分率表示。
降解周期：180天
适用范围：
天然和/或合成聚合物，共聚物及它们的混合物；
含有如增塑剂、颜料等添加物的塑料；
水溶性聚合物；
在实验条件下，不会抑制接种物中微生物活性的材料。
四.海洋环境降解
1. ISO 18830塑料 海水沉沙界面非漂浮塑料材料最终需氧生物分解能力的测定 通过测定密闭呼吸计内耗氧量的方法
测试原理：
塑料制品被直接丢弃或随淡水流入远洋区（自由水域），而后，受材料密度、潮汐、洋流和海洋褶皱影响可能下沉到亚海岸并到达海底表面。许多生物降解塑料密度大于1趋于沉入海底。从表面(与海水的界面)至深层，沉积物状态从有氧到缺氧再到厌氧，呈现出急剧变化的氧梯度。本标准规定了一种通过测量密闭呼吸计中需氧量来确定塑料材料在海水与海底交界的海水沉沙界面处的需氧生物降解程度和速率的测试方法。需氧生物分解的测定也可以通过测量二氧化碳的释放量来实现。本方法是在实验室条件下对海洋中不同海水沉沙区域栖息环境的模拟，如在海洋科学中被称为亚滨海区的阳光可照射到的底栖带(光区)。生物分解水平通过生化需氧量(BOD)与理论需氧量(ThOD)之比求得，以百分率表示。
降解周期：2年
适用范围：
非漂浮塑料材料
2. ISO 19679塑料 海水沉沙界面非漂浮塑料材料最终需氧生物分解能力的测定 通过测定释放二氧化碳的方法
测试原理：
本标准规定了一种测定二氧化碳释放量来确定塑料材料在海水与海底交界的海洋沙质沉积物上沉积海水沉沙界面时处的需氧生物降解的程度和速率的测试方法。该方法同样适用于其他固体材料。采用合适的分析方法测定微生物降解过程中释放的二氧化碳。通过二氧化碳释放量与二氧化碳理论释放量（ThCO2）之比得到材料的生物分解率（以百分率表示）。
降解周期：2年
适用范围：
非漂浮塑料材料
3. ISO 22404塑料 暴露于海洋沉积物中非漂浮材料最终需氧生物分解能力的测定 通过分析释放的二氧化碳的方法
测试原理：
一种用于确定塑料材料有氧生物降解程度和速率的实验室测试法。通过测量塑料材料在接触取自沙质潮汐带海洋沉积物时的CO2逸出量，来确定生物降解率。用适当分析方法测量微生物降解过程中逸出的二氧化碳。生物降解率用二氧化碳逸出量和理论量（ThCO2）之比确定，以百分比表示。
降解周期：2年
适用范围：
非漂浮塑料材料
五.污泥厌氧消化降解
1. GB/T 38737塑料 受控污泥消化系统中材料最终厌氧生物分解率测定 采用测量释放生物气体的方法
测试原理：
规定了一种评估塑料在受控污泥厌氧消化系统中的厌氧生物分解能力的办法，该体系的固含量不大于15%。该体系在污泥污水、牲畜粪便或垃圾的处理场中较常见。该方法旨在测定材料中的有机碳转化为二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）等生物气体的转化率。
降解周期：
试验周期一般为60天。试验周期可以缩短或延长，直至达到分解平稳阶段，但是不超过90天。
适用范围：
天然和/或合成聚合物，共聚物及它们的混合物；
含有如增塑剂、颜料等添加物的塑料；
水溶性聚合物；
在实验条件下，不会抑制接种物中微生物活性的材料。
六.高固态厌氧消化降解
1. GB/T 33797塑料 在高固体份堆肥条件下最终厌氧生物分解能力的测定 采用分析测定释放生物气体的方法
测试原理：
规定了一种在高固体份厌氧消化条件下通过测定生物气体释放量来评价塑料厌氧条件下生物分解能力的方法。该方法以城市有机固体废弃物模拟典型的厌氧消化条件。试验材料被暴露在试验室内经过厌氧消化处理的家庭垃圾的接种物中。厌氧分解发生在高固体含量（总干固体含量大于20%）环境中，并且静置于未被混合的条件下。该试验方法用于测定试验材料中碳含量及其转化成二氧化碳和甲烷的百分率。
降解周期：
15天，如果15天时生物分解现象依然明显，可将培养期延长至试验材料的生物分解达到平稳期。
适用范围：
塑料等有机高分子材料