GB/T 19276.1-2003 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

GB/T19276.1-2003/ISO14851:1999

前言

本标准等同采用ISO14851:1999《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》(英文版)。全国塑料制品标准化中心生物分解材料工作组在1999年一2002

年间进行了一系列实验室试验，在验证试验的基础上制订了本标准

本标准的附录A、附录B、附录C、附录D,附录E、附录F为资料性附录。

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。

本标准由武汉华丽环保科技有限公司、深圳市绿维科技有限公司负责起草，天津丹海股份有限公

司、宁波天安生物材料有限公司、内蒙古蒙西高新技术集团有限责任公司、国家塑料制品质量监督检验

中心(北京)参加起草。

本标准主要起草人:翁云宣、王世和、张先炳、陈学军、孔力、刘嘉藩、杨惠娣、陈家琪、叶新建、

毛国玉、徐凤霞、刘彩霞。

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引言

随着塑料使用量的增加，回收和处理已变成一个热点，但塑料要完全回收是困难的。另外，匹难

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

中去采用可生物分解材料是解决这类环境问题的有效途径之一被送至堆肥设备的产品或包装材料

应尽可能地生物分解所以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

的指标就很重要为了规范测定水Pt培养液中材料最终需氧生物分解能力的方法.特制定本标准

警告;废水、活性污泥、土壤及堆肥中可能含有潜在致病菌，因此，处理时应采取适当的防护措施。

处理毒性试验化合物或性质未知的化合物时须特别小心。

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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

1范围

本标准规定了在试验条件下将试验材料曝置于由活性污泥、堆肥或土壤配制成的水性培养液中，并

通过测量密闭呼吸计内消耗的氧气量来测定材料包括含添加剂的塑料的需氧生物分解能力的方法

如果采用未经适当处理的活性污泥作为接种物时，本试验仅模拟在自然含水环境中的生物分解过

程;如果使用混合的或预曝置的接种物时，本方法可用来测定试验材料潜在的生物分解性能

本标准采用的试验条件并不一定为产生最大生物分解性能的最佳条件，但本标准设计上是用来测

定材料的潜在生物分解能力或表示自然环境中材料的生物分解性能

通过计算碳平衡量可提高对生物分解性能评估的准确度(可选项，见附录E),

本方法适用于以下材料:

一一天然和(或)合成聚合物、共聚物或它们的混合物;

一含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料;

-一水溶性聚合物:

一在试验条件下，不会对接种物内微生物产生抑制作用的材料，抑制作用可应用抑制控制或其他

适当方法来测得。如果试验材料对接种物有抑制作用时，可在较低的试验浓度下使用其他接

种物或已预曝置的接种物

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修汀版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引川文件，其最新版本适用于本标准。

ISO8245:1999水质总有机碳(TOC)及溶解有机碳(DOC)的测定指南

ISO9439:1999水质水性培养液中有机化合物最大需氧生物分解能力的测定二氧化碳释放

试验

ISO10634:1995水质用于连续测定难溶于水的有机化合物在水介质中生物分解能力培养液的

配制与处理的指导原则

ISO/"rR15462:1997水质生物分解能力的选择性试验

3术语和定义

下列术语和定义适M于本标准〔

3.1

最终需氧生物分解ultimateaerobicbiodegradation

在有氧条件下.有机化合物被微生物分解为二氧化碳(CO,)、水(H)()及其所含元素的矿化无机盐

和新的生物质

3.2

活性污泥activatedsludge

废水好气处理时，在溶解氧的存在下.由细菌和其他微生物繁殖而产生的生物质。

l

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3.3

活性污泥中的悬浮固体浓度concentrationofsuspendedsolidsinanactivatedsludge

已知体积的活性污泥经过滤或离心后，于105℃下干燥至恒重所得到的固体量。

3.4

生化需氧量biochemicaloxygendemand,BOD

在特定条件下，试验材料在水中由于需氧生物氧化作用所消耗的溶解氧的质量浓度，以每毫克或克

试验材料吸收氧气的毫克数表示(mg吸收氧气/mg或g试验材料)

3.5

理论需氧量theoreticaloxygendemand,ThOD

将试验材料完全氧化所需氧气的理论最大值，可由分子式计算得到，以每毫克或克试验组分吸收氧

气的毫克数表示(mg吸收氧气/mg或9试验组分)

3.6

总有机碳totalorganiccarbon,TOC

悬浮或溶解在水中的有机物所含有的总碳量。

3.7

溶解有机碳dissolvedorganiccarbon,DOC

溶解在水中、无法以特别相分离方法(如40000m"s-i离心分离15min或孔径。.2um-0.45Vm

过滤膜过滤)而分离的有机碳。

3.8

迟滞阶段lagphase

从试验开始一直到微生物适应或选定了分解物，并且试验材料的生物分解程度已经增加至最大生

物分解率10%时所需要的天数。

3.9

最大生物分解率maximumlevelofbiodegradation

试验中，试验材料不再发生生物分解时的生物分解程度，以百分率表示

3.10

生物分解阶段biodegradationphase

从迟滞阶段结束至达到最大生物分解率的90%时所需的天数。

3.11

平稳阶段plateauphase

从生物分解阶段结束至试验结束时所需的天数

3.12

预曝置pre-exposure

在试验材料的存在下对培养液进行的预培养，目的是通过适应和(或)选择微生物来增强培养液对

试验材料的生物分解能力。

3.13

前处理pre-conditioning

在没有试验材料存在的情况下，对培养液预培养，目的是使微生物适应试验条件以提高试验效果

4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100mg/L^-2000mg/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

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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)，例如，通过

测量在呼吸计内烧瓶中维持一个恒定体积气体所需氧的体积或自动地或人工地测量体积或压强的变化

(或两者兼测)，可使用附录C中的呼吸计，同时也可使用如ISO10708里描述的两相密封

瓶(见附录D),

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。在测

定BOD过程中必须考虑可能发生的硝化作用的影响由生物分解曲线的平稳阶段的测定值，确定试

验材料最大生物分解率

此外，可选择性计算碳平衡量以对生物分解提供附加信息(见附录E)o

与ISO9408不同的是，ISO9408是使用各种不同的有机组分，而本标准特别地制订用于测定材料

的生物分解能力

特殊要求影响到培养液、试验培养基的选择时可通过碳平衡量的计算来修正生物分解能力的评价。

5试验环境

培养应在黑暗的或弱光的密闭空间中进行，该空间应没有抑制微生物繁殖的蒸汽并保持恒温

23℃士10C，或根据使用的培养液和被评估的环境选择其他合适的温度。

注:使用堆肥培养液时，适宜采用较高的温度

6试荆

使用分析纯级试剂。

6.1蒸馏水或去离子水

不含毒性物质(特别是铜)，溶解有机碳(DOC)含量(2mg/Lo

6.2试验培养基

根据试验目的不同可选用不同的试验培养基。例如:模拟自然环境时可使用标准的试验培养基;如

果试验材料浓度较高时，可使用具有较高缓冲能力和培养基浓度的优化试验培养基。

标准试验培养基

:_:溶液A

溶解:

KH2PO,(无水)8.5g;

KzHPO(无水)21.75g;

Na,HPO,·2H2033.4g;

NH4Cl0.5g

于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000ml。

注:止确配制时，溶液的pH值应为7.40

6.2.1.2溶液B

溶解MgS04·7H()22.5g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000MI,

6.2.1.3溶液C

溶解CaCl,·2H,O36.4g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000ml。

6.2.1.4溶液D

溶解FeCI,·6H200.25g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000m工

为避免溶质析出，本溶液应在临用前配制，或在溶液中加人一滴浓HCl或一滴浓度为。.4g/工的

乙二胺四乙酸(EDTA)水溶液。

5.2.1.5制备

在培养瓶中依次加人水(见6.7)500mL,溶液A10m工和溶液B,C,D各1m工_，加水(见6.1)稀释

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至1000mLo

6.2.2优化试验培养基

优化试验培养基经过高度缓冲并含较多无机营养物，在试验期间，即使试验材料总有机碳含量较高

时，也应保持恒定的pH值。本培养基中含有磷(P)2400mg/l和氮(N)50mg/l，因此适合于含有有

机碳浓度接近2000mg/I一的试验材料。如果试验材料总有机碳含量更高或更低时，可增加或减少氮的

含量，以维持碳氮比(C:N)为40:1,

6.2.2.1溶液A

溶解

KH,PO(无水)37.5g;

Na,HPO,·2H-O87.3g;

NH,Cl2.0g;

于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000mL

6.2.2.2溶液B

溶解MgSO,·7H_,022.5g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000ml-

6.2.2.3溶液C

溶解:a〔CI2·2H,O36.4g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000ml

6.2.2.4溶液D

溶解FeCl·6H200.25g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000ml。

6.2.2.5溶液E(微量元素溶液，可选项)

在10mLHCI溶液(25%,7.7mol/L)中按以下顺序溶解

ZnCl,70mg;

MnCl,·4H,O100mg;

HB)(6mg;

COCK·6HaO190mg;

Cucl,·2H,O3mg;

NiCl>·6H:()240mg;

Na,Moo,·2H(〕36mg;

NatWO,·2H,.O33mg;

NatSe认·SH,O26mg;

加水(见6.1)稀释至1000ml。

6.2.2.6溶液F(维生素溶液，可选项)

在100m1水(见6.1)中溶解:

维生素H(biotine)0.6mg;

烟酞胺(niacinamide)2.0mg;

对一氨基苯甲酸酷(p-aminobenzoate)2.0mg;

泛酸(panto6thenicacid)1.0mg;

盐酸毗哆醛(pyridoxalhydrochloride)10mg;

维生素B,z(cyanocobalamine)S.0mg;

维生素B,(fobeacid)2.0mg;

维生素B,(riboflavin),i.0mg;

DI一硫辛酸(Dl.-thiocticacid)5.0mg;

二氯化硫胺(thiaminedichloride)1.0mg,

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或使用在100mL水(见6.1)中溶解酵母萃取物15mg的溶液。

使用薄膜过滤器(见7.4)过滤溶液并灭菌。

注:溶液E和F为可选顶，如果所用足够浓度的培养液例如活性污泥、土壤或堆肥等时，可以不选用建议准备

lml.的溶液冷藏备用

6.2.2.7制备

在培养瓶中先后加入水(见6.1)800ml、溶液A100ml和溶液B,C,D各1ml(可选项，溶液E

和F各Iml,)中，然后加水(见6.1)稀释至1000rtiI，测量其pH值。

注:正确配制时，溶液的pH值应为7.010.2

6.3焦磷酸盐溶液

溶解尤水Na,P,0,2.66g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000ml。

6.4二氧化碳吸收剂

最好为碱石灰颗粒或其他适宜的吸收剂。

7仪器和设备

所有玻璃器皿必须清洗干净，尤其不能含有有机物或毒性物质

除需要实验室常用仪器外，还需要下列装置:

7.1密闭呼吸计

装有搅拌器和其他必需配备的试验容器(玻璃烧瓶)，并放置在恒温箱或者自动调温装置(如水浴)

中，示例见附录Co

注:能准确测定生化需氧量的任何呼吸计均可使用.若为自动连续测量及补氧装置，则可避免生物分解过程中缺

氧或抑制微生物活性的情形发生。也可使用两相密闭瓶取代呼吸计(见附录工))

7.2分析仪器

例如测量总有机碳r)oc(和溶解有机碳(DOC)的仪器(符合ISO8245),

7.3测量硝酸盐和亚硝酸盐浓度的分析仪器

注:建议先作定性试验确认是否有硝化反应发生。如果在试验培养基中发现有硝酸盐了亚硝酸盐时，则需使用适当

的方法如离子色谱法作定量试验

7.4过滤器设备

离心分离机或带有明显不吸收也不释放有机碳的过滤膜(0.45im孔径)的过滤装置。

7.