GB/T 19277-2003 受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解和崩解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法

ICS83.080.01

G31

中华人民共和国国家标准

GB/T19277-2003/ISO14855：1999

受控堆肥条件下材料最终

需氧生物分解和崩解能力的测定

采用测定释放的二氧化碳的方法

Determinationoftheultimateaerobicbiodegradabilityanddisintegration

ofplasticmaterialsundercontrolledcompostingconditions

-Methodbyanalysisofevolvedcarbondioxide

（ISO14855：1999，IDT）

2003-08-25发布2004-02-01实施

中华人民共和国发布

国家质量监督检验检疫总局

GB/T19277-2003八SO14855:1999

．．‘．

前蔺

本标准等同采用ISO14855:1999受《控堆肥条件下材料最终需氧生物分解和崩解能力的测定采

用测定释放的二氧化碳的方法））（英文版）。全国塑料制品标准化中心生物可分解材料工作组在

1999年～2002年间进行了一系列实验室试验，在验证试验的基础上制定了本标准。

本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E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。

本标准由宁波天安生物材料有限公司、深圳市绿维科技有限公司负责起草；内蒙古蒙西高新技术集

团有限责任公司、武汉华丽环保科技有限公司、天津丹海股份有限公司、揭阳斯普林降解制品有限公司、

清华大学环境与工程系、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、陈学军、孔力、王世和、张先炳、刘嘉藩、陈家琪、叶新建、毛国玉、

李金惠、杨惠娣、刘彩霞。

GB/T19277--2003/ISO14855：1999

己I台

J1F刁

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，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。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。为了规范测定受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解和崩解能力的方法，特制定本

标准。

赞告：废水、活性污泥、土坡和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。

GBIT19277-2003八SO14855：1999

受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解和崩解能力的测定

采用测定释放的二氧化碳的方法

范围

本标准规定了一种测定方法，用于将材料作为有机化合物在受控的堆肥化条件下，通过测定其排放

的二氧化碳量来确定其最终需氧生物分解能力，同时测定在试验结束时材料的崩解程度。本方法模拟

混人城市固体废料中有机部分的典型需氧堆肥处理条件。试验材料曝置在堆肥产生的培养土中，在温

度、氧浓度和湿度都受到严格检测和控制的环境条件下进行堆肥。本方法测定试验材料中碳转化成释

放出的二氧化碳的转化百分率。

本标准所述的条件并不总是相当于出现最大生物分解时的最佳条件。

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）或修订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。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

ISO5663:1994水质凯氏定氮法硒（矿化作用法）

ISO8245:1999水质总有机碳T（OC）和溶解有机碳(TOC）的测定指南

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

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C（02)、水H（2O）及其所含元素的矿化无机盐

以及新的生物质。

3.2

堆肥化composting

产生堆肥的一种需氧处理方法。

注：堆肥是混合物生物分解得到的有机土壤调节剂。该混合物主要由植物残余组成，有时也含有一些有机材料和

一定的无机物。

3.3

崩解disintegration

材料物理断裂成为极其细小的碎片。

3.4

总干固体totaldrysolids

将已知体积的材料或堆肥在1050C温度下干燥至恒重所得到的固体量。

3.5

挥发性固体volatilesolids

将已知体积的材料或堆肥的总干固体量减去在大约550℃温度下焚烧后得到的残留固体量所得

的差。

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3.6

二叙化碳理论释放ftheoreticalamountofevolvedcarbondioxide,ThCQ

试验材料完全氧化时所能生成的二氧化碳理论最大值，可由分子式计算得到，以每克或每毫克试验

材料释放出的二氧化碳的毫克数表示m（gCOZ/g或Mg试验材料）。

3.7

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。

3.8

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。

3.9

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写时所需的天数。

3.10

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。

4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

用的培养土来自于稳定的、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。

试验材料与培养土混合，导人静态堆肥容器。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。

根据实际测量的总有机碳(TOC)含量可以计算出二氧化碳的理论释放量。生物分解百分率不包

括已转化为新的细胞生物质的碳量，因为它在试验周期内不代谢为二氧化碳。

此外，在试验结束时可以确定试验材料的崩解程度，也可以测定试验材料的质量损失。

5试验环境

微生物的培养应放在容器或室内、在黑暗或弱光下进行，没有任何会影响微生物生长的蒸汽，并保

持恒温58℃士2*C。在特殊情况下，比如材料的熔点很低，则可以选择其他温度，但试验期间该温度要

保持恒定在士20C。如有温度变化，应当进行调节，并且要在试验报告中明确注明。

6试剂

使用分析纯级试剂。

使用薄层色谱级T（LC）纤维素作为正控制参比材料，粒度小于20t.m,

7仪器

确定所有的器皿完全清洗干净，尤其不能附着任何有机物或毒性物质。

7.1堆肥容器

采用玻璃容器或不影响堆肥效果的其他材料制成的器皿，要保证气体均匀往上流出，并要满足8.2

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和8.3的要求，其容积视试验材料而异，但至少要2L。如果只是定性分析试验材料的生物分解能力，

可选用容积较小的容器。如果试验要求测定试验材料的质量损失，则应称取每一个堆肥容器的空重。

7.2供气系统

能够以预定的流量向每一个堆肥容器输送干燥的或水饱和的、或者无二氧化碳的如（果需要）空气。

该空气流量应在试验期间提供充分的需氧条件见（附录A)o

7.3测定二氧化碳的分析仪器

用于直接测定二氧化碳，或者用碱性溶液完全吸收后再通过测定溶解无机碳(DIC）来计算二氧化

碳量见（附录A)。如果用连续红外分析仪或气相色谱仪直接测量排放气中的二氧化碳量，需要精确控

制并测量空气流量。

7.4气密管

用于连接堆肥容器与空气系统和二氧化碳测量系统。

7.5pH计

7.6分析仪器

用于测定干固体在（105C)、挥发性固体在（550,C)、总有机碳，用于材料的元素分析，必要时，还用

于测定溶解无机碳(DIC)o

7.7天平可（选项）

用于测定盛放了堆肥和试验材料的试验容器的质量，其量程一般为3kg--5kg，精确到0.01go

7.8分析仪器可（选项）

用于测定空气中的氧浓度、湿度、挥发性脂肪酸和总氮含量采（用ISO5663:1994凯氏定氮法）。

8程序

8.1培养土制备

正常运行的需氧堆肥装置产生的充分曝气的堆肥可以用作培养土。培养土应均匀、没有大的惰性

物质，比如玻璃、石块、金属件。手工去除这些杂质后用孔径0.5cm-1.0cm的筛子将堆肥进行筛选。

注1：为了保证微生物的多样性，建议使用城市固体废弃物中有机物在堆肥装置中产生的堆肥。堆肥肥龄最好2个

月～4个月。没有这样的堆肥，则可采用园林和农田废料，或者园林废料和城市固体废弃物的混合物在堆肥

装置中产生的堆肥。

注2：为了尽可能维持良好的曝气条件，建议加人多孔、惰性或难以生物分解的结构性材料，以阻止堆肥在试验期间

粘连和堵塞。测定培养土中的总干固体含量和挥发性固体含量。总干固体含量应当是湿固体量的50％一

55%，挥发性固体含量不超过干固体量30%，或不超过湿固体量的15%。必要时，在使用堆肥前加水，或进行

适当的干燥（比如用干燥空气对堆肥进行曝气处理），从而对水分含量进行适当调节。制备1份培养土与5份

无离子水的混合液，将它们充分震荡均匀后立即测pH值，其值应在7.0-9.0之间。

注3：为了进一步表征培养土，可以在试验开始和结束时另外再测定总有机碳、总氮或脂肪酸含量。在试验期间用

可生物分解参比材料见（6)，再测定空白容器释放的二氧化碳，从而来检验培养土的活性。在试验结束时，参

比材料应至少分解70%见（10)。在试验开始的10d内，容器内的培养土相对每克挥发性固体产生的二氧化

碳大约为50mg-150mg(见10)‘如果二氧化碳释放量太高，则堆肥应当曝气几天，再用于新的试验。如果

活