ГОСТ Р ИСО 14851-2022
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЛАСТМАССЫ
Определение способности к полному аэробному биологическому разложению в водной среде. Метод измерения потребления кислорода в закрытом респирометре
Plastics. Determination of the ultimate aerobic biodegradability in an aqueous medium. Method by measuring the oxygen demand in a closed respirometer
ОКС 83.080.01
Дата введения 2023-03-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 230 "Пластмассы, полимерные материалы, методы их испытаний"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 сентября 2022 г. N 989-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 14851:2019* "Определение способности пластмасс к полному аэробному биологическому разложению в водной среде. Метод измерения потребления кислорода в закрытом респирометре" (ISO 14851:2019 "Determination of the ultimate aerobic biodegradability of plastic materials in an aqueous medium - Method by measuring the oxygen demand in a closed respirometer", IDT).
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
6 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
С ростом использования пластмасс их вторичное использование и утилизация стали серьезной проблемой. В первую очередь следует способствовать вторичному использованию. Однако повторное использование отходов пластмасс труднодоступно. Например, пластмассовый мусор, который поступает в основном от потребителей, сложно повторно использовать полностью. Дополнительными примерами пластмасс, которые сложно повторно использовать, являются рыболовные снасти, микрошарики из пластмасс в продуктах личной гигиены и водорастворимые полимеры. Эти пластмассы имеют тенденцию просачиваться из замкнутых циклов утилизации отходов в окружающую среду. В настоящее время появляются биоразлагаемые пластмассы как один из возможных вариантов решения таких экологических проблем. Предполагается, что изделия из пластмасс, которые отправляются на предприятия по компостированию, являются потенциально биоразлагаемыми. Следовательно, очень важно определить потенциальную способность таких материалов к биологическому разложению и получить данные об их способности к биологическому разложению в естественной среде.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Сточные воды, активный ил, почва и компост могут содержать потенциально патогенные организмы. Поэтому при обращении с ними следует соблюдать соответствующие меры предосторожности. С токсичными испытуемыми соединениями и соединениями, свойства которых неизвестны, следует обращаться с осторожностью.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод измерения потребления кислорода в закрытом респирометре для определения степени аэробной биоразлагаемости пластмасс, включая содержащиеся в них добавки. В лабораторных условиях испытуемый материал подвергают воздействию инокулята из активного ила в водной среде.
При использовании в качестве инокулята неадаптированного активного ила испытание моделирует процессы биоразложения, происходящие в обычной водной среде; метод с использованием смешанного или предварительно экспонированного инокулята используют для исследования потенциальной биоразлагаемости испытуемого материала.
Условия испытаний, используемые в настоящем стандарте, могут не соответствовать оптимальным условиям, обеспечивающим максимальное биоразложение, но целью разработки настоящего стандарта является определение потенциальной способности пластмасс к биоразложению или определение их способности к биоразложению в естественной среде.
Метод позволяет улучшить оценку способности к биологическому разложению путем вычисления углеродного баланса (при необходимости, см. приложение Е).
Метод применим к следующим материалам:
- природным и/или синтетическим полимерам, сополимерам или их смесям;
- пластмассам, содержащим такие добавки, как пластификаторы, красители или другие соединения;
- водорастворимым полимерам;
- материалам, которые в условиях испытания не подавляют микроорганизмы, присутствующие в инокуляте. Ингибирующее действие можно определить с помощью контроля (проверки) ингибирования или другим подходящим методом (см., например, [2]). Если испытуемый материал ингибирует инокулят, то при проведении испытаний допускается использовать более низкую концентрацию материала, другой инокулят или предварительно экспонированный инокулят.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт [для датированной ссылки применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированной - последнее издание (включая все изменения)]:
ISO 8245, Water quality - Guidelines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved organic carbon (DOC) [Качество воды. Рекомендации по определению общего органического углерода (TOC) и растворенного органического углерода (DOC)]
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
ИСО и МЭК поддерживают терминологические базы данных, используемые в стандартизации по следующим адресам:
- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна по адресу https://www.iso.org/obp
- Электропедия МЭК: доступна по адресу http:/www.electropedia.org/
3.1 полное аэробное биологическое разложение (ultimate aerobic biodegradation): Разложение органического соединения микроорганизмами в присутствии кислорода на углекислый газ, воду и минеральные соли других присутствующих элементов (минерализация) плюс новая биомасса.
3.2 активный ил (activated sludge): Смесь органических материалов и биомассы, полученная при аэробной очистке сточных вод в результате роста бактерий и других микроорганизмов в присутствии растворенного кислорода.
3.3 содержание взвешенных твердых частиц в активном иле (concentration of suspended solids in an activated sludge): Масса твердых частиц, полученных путем фильтрации или центрифугирования известного объема активного ила (3.2) и высушивания при температуре приблизительно 105°C до постоянной массы.
3.4 биохимическое потребление кислорода; BOD (biochemical oxygen demand, BOD): Массовая концентрация растворенного кислорода, потребляемого в определенных условиях при аэробном биологическом окислении химического соединения или органического вещества в воде.
Примечание 1 - Выражают в миллиграммах поглощенного кислорода на миллиграмм или грамм испытуемого соединения.
3.5 теоретическое потребление кислорода; ThOD (theoretical oxygen demand, ThOD): Теоретическое максимальное количество кислорода, необходимое для полного окисления химического соединения, вычисленное по молекулярной формуле.
Примечание 1 - Выражают в миллиграммах поглощенного кислорода на миллиграмм или грамм испытуемого соединения.
3.6 общий органический углерод; TOC (total organic carbon, ТОС): Количество углерода, содержащегося в органическом соединении.
3.8 индукционный период (фаза отставания) (lag phase): Время от начала испытания до достижения адаптации и/или отбора разлагающих микроорганизмов и повышения степени биологического разложения химического соединения или органического вещества приблизительно до 10% от максимального уровня биологического разложения (3.9), измеряемое в днях.
3.9 максимальный уровень биологического разложения (maximum level of biodegradation): Степень биологического разложения химического соединения или органического вещества в ходе испытания, выше которой не происходит дальнейшего биологического разложения во время испытания, измеряемая в процентах.
3.10 фаза биологического разложения (biodegradation phase): Время от окончания индукционного периода (3.8) испытания до достижения приблизительно 90% максимального уровня биологического разложения (3.9), измеряемое в днях.
3.11 фаза плато (plateau phase): Время от окончания фазы биологического разложения (3.10) до конца испытания, измеряемое в днях.
3.12 предварительное экспонирование (pre-exposure): Предварительная инкубация инокулята в присутствии испытуемого химического соединения или органического вещества с целью повышения способности инокулята к биологическому разложению исследуемого материала путем адаптации и/или подбора микроорганизмов.
3.13 предварительное кондиционирование (pre-conditioning): Предварительная инкубация инокулята в условиях последующего испытания при отсутствии испытуемого химического соединения или органического вещества с целью оптимизации испытания путем акклиматизации микроорганизмов к условиям испытания.
4 Основные положения
Уровень биоразложения определяют путем сравнения BOD с теоретическим количеством (ThOD) и выражают в процентах. Необходимо учитывать влияние возможных процессов нитрификации на BOD. Результатом испытания является максимальный уровень биоразложения, определяемый по фазе плато кривой биоразложения. При необходимости, для получения дополнительной информации о биоразложении (см. приложение E) может быть вычислен углеродный баланс. При этом в конце испытания также может быть определен поглощенный в адсорбере диоксид углерода для получения дополнительной информации о биоразложении (см. приложение G).
В отличие от метода [6], используемого для разных органических соединений, настоящий стандарт специально предназначен для определения способности пластмасс к биологическому разложению. Необходимые специальные требования влияют на выбор инокулята и испытательной среды, и существует возможность улучшить оценку биоразлагаемости путем вычисления углеродного баланса.
5 Испытательная среда
Инкубацию следует проводить в темноте или при рассеянном свете в помещении, не содержащем паров веществ, ингибирующих микроорганизмов, в котором поддерживается постоянная температура, предпочтительно от 20°C до 25°C с точностью до ±1°C или при другой подходящей температуре в зависимости от используемого инокулята и оцениваемой окружающей среды.
6 Реактивы
Используют реактивы квалификации ч.д.а.
6.1 Дистиллированная или деионизированная вода
6.2 Испытательная среда
В зависимости от цели испытания допускается использовать разные испытательные среды. Например, при моделировании природных условий используют стандартную испытательную среду (6.2.1). При использовании испытуемого материала в более высоких концентрациях используют оптимизированную испытательную среду (6.2.2) с более высокой буферной емкостью и концентрацией питательных веществ.
6.2.1 Стандартная испытательная среда
6.2.1.1 Раствор A
Правильность состава раствора можно проверить измерением значения pH, которое должно быть 7,4.
6.2.1.2 Раствор B
6.2.1.3 Раствор C
6.2.1.4 Раствор D
6.2.1.5 Приготовление испытательной среды
6.2.2 Оптимизированная испытательная среда
6.2.2.1 Раствор A
6.2.2.2 Раствор B
6.2.2.3 Раствор C
6.2.2.4 Раствор D
6.2.2.5 Раствор E (раствор микроэлементов, необязательно)
6.2.2.6 Раствор F (витаминный раствор, необязательно)
6.2.2.7 Подготовка
Правильный состав испытательной среды можно проверить путем измерения значения pH, которое должно быть 7,0±0,2.
6.3 Раствор пирофосфата натрия
6.4 Поглотитель углекислого газа
Предпочтительно используют гранулированную натронную известь или другой подходящий абсорбент.
7 Аппаратура
Следует убедиться, что стеклянная посуда тщательно очищена и не содержит органических или токсичных веществ.
Требуется лабораторное оборудование, а также следующее.
7.1 Закрытый респирометр
Закрытый респирометр, включающий испытательные сосуды (стеклянные колбы), оснащенные мешалками и другим необходимым оборудованием, размещаемый в комнате с постоянной температурой или в термостатируемом аппарате (например, водяной бане). См. пример в приложении С.
Примечание - Подходит респирометр любого типа, обеспечивающий достаточную точность определения биохимического потребления кислорода, предпочтительно использовать устройство, которое измеряет и автоматически непрерывно пополняет потребляемый кислород таким образом, чтобы в процессе разложения не возникало дефицита кислорода и подавления микробной активности. Вместо обычного респирометра допускается использовать двухфазную версию с закрытым сосудом (см. приложение D).
7.2 Аналитическое оборудование для измерения общего органического углерода (ТОС) и растворенного органического углерода (DOC) в соответствии с ИСО 8245.
7.3 Аналитическое оборудование для измерения содержания нитратов и нитритов.
Сначала рекомендуется провести качественный анализ для определения возможности нитрификации. При подтверждении наличия нитрата/нитрита в среде проводят количественное определение с использованием подходящего метода (например, ионной хроматографии).
7.4 Центрифуга или фильтрующее устройство с мембранными фильтрами (размером пор 0,45 мкм), которые не адсорбируют и не выделяют в значительной степени органический углерод.
7.5 Аналитические весы (обычное лабораторное оборудование).
7.6 pH-метр (обычное лабораторное оборудование).
8 Проведение испытаний
8.1 Испытуемый материал
Испытуемый материал предпочтительно использовать в порошкообразном виде, но его также можно вводить в виде пленок, кусочков, фрагментов или профильных изделий. Форма и конфигурация испытуемого материала могут влиять на его биоразлагаемость. Если необходимо сравнить разные виды пластмасс, предпочтительно использовать аналогичные формы. Если испытуемый материал используют в виде порошка, следует использовать частицы известного узкого диапазона размеров. Рекомендуется использовать гранулометрический состав с диаметром не более 250 мкм. Кроме того, от формы испытуемого материала может зависеть размер используемого испытательного оборудования. Следует убедиться, что из-за условий испытаний, например типа используемого механизма перемешивания, не происходит существенных механических аберраций. Обработка испытуемого материала (например, использование порошка в случае композитов) не должна существенно влиять на поведение материала при разложении. При необходимости регистрируют содержание водорода, кислорода, азота, фосфора и серы и молекулярную массу испытуемого полимера, используя, например, жидкостную эксклюзионную хроматографию (например, по [1] или любой другой применимый стандартный метод). Рекомендуется проводить испытания, используя пластмассы, не содержащие добавок, таких как пластификаторы. Если материал содержит такие добавки, то для оценки биоразлагаемости самого полимера будет необходима информация о биоразлагаемости добавок.
Подробная информация об обращении с плохо растворимыми в воде веществами приведена в [7].
8.2 Эталонный материал
В качестве отрицательного контроля допускается использовать биологически неразлагаемый полимер (например, полиэтилен) в таком же виде, что и испытуемый материал.
8.3 Подготовка инокулята
Подходящим источником инокулята является активный ил с очистных сооружений, предназначенных для очистки преимущественно бытовых сточных вод. Его получают в активной аэробной среде, и он доступен на больших географических площадях, где необходимо проводить испытания широкого спектра пластмасс. При необходимости определения биоразложения в конкретной системе обработки отходов следует отбирать инокулят из этой окружающей среды.
Отбирают пробу активного ила на хорошо работающей установке по очистке сточных вод или на лабораторной установке предприятия, обрабатывающего преимущественно бытовые сточные воды. Образец тщательно перемешивают и хранят в аэробных условиях. Рекомендуется использовать его в день сбора (но не позднее 72 ч).
Если эндогенная респирация инокулята слишком высока (избыточна), следует перед использованием стабилизировать инокулят путем аэрации. Приводят температуру испытания в соответствие с используемым инокулятом.
Инокулят может быть предварительно кондиционирован, но в обычных условиях не следует использовать для этого предварительно экспонированный инокулят, особенно в случае стандартных испытаний, имитирующих биоразложение в природных условиях. В зависимости от цели испытания допускается также использовать предварительно экспонированный инокулят при условии, что это должно быть четко указано в протоколе испытаний (например, процент биоразложения = x %, с использованием предварительно экспонированного инокулята) и должен быть подробно описан метод предварительного воздействия. Предварительно экспонированный инокулят может быть получен с помощью подходящих лабораторных исследований биоразложения (см. [8]), проводимых в разных условиях, или из образцов, полученных в соответствующих условиях окружающей среды (например, на загрязненных территориях или на промышленных очистных сооружениях).
8.4 Проведение испытаний
Предусматривают несколько сосудов, чтобы испытания включали, как минимум, следующее:
И при необходимости:
Добавляют соответствующие количества испытательной среды (6.2) и инокулята (см. 8.3) в испытательные сосуды, как приведено в таблице 1.
Измеряют значение pH в сосудах и при необходимости доводят до 7. Помещают поглотитель диоксида углерода (6.4) в емкость для поглотителя респирометра (см. приложение C). Вносят испытуемый материал (см. 8.1), эталонный материал и материал отрицательного контроля (см. 8.2) в соответствующие сосуды, как указано в таблице 1. При необходимости проведения анализа баланса углерода (см. приложение E) отбирают известный достаточный объем инокулированной испытательной среды из каждого сосуда или из дополнительных отдельных сосудов для определения DOC и биомассы в начале и в конце периода инкубации. Учитывают удаленный объем при вычислении окончательного объема или результатов испытания.
Помещают сосуды в среду с постоянной температурой (см. раздел 5) и обеспечивают возможность всем сосудам достичь требуемой температуры. Выполняют все необходимые соединения, закрывают сосуды, помещают их в респирометр и включают мешалку.
Снимают необходимые показания манометров (для неавтоматических манометров) и убеждаются, что регистратор потребления кислорода работает нормально (автоматический респирометр). В качестве альтернативы допускается использовать двухфазную версию с закрытым сосудом, приведенную в приложении D.
Таблица 1 - Окончательное распределение испытуемых и эталонных материалов
|
|
|
|
Сосуд | Испытуемый материал | Эталонный материал | Инокулят |
(испытуемый материал) | + | - | + |
(испытуемый материал) | + | - | + |
(испытуемый материал) | + | - | + |
(контрольный опыт) | - | - | + |
(контрольный опыт) | - | - | + |
(контрольный опыт) | - | - | + |
(контроль инокулята) | - | + | + |
(контроль инокулята) | - | + | + |
(проверка абиотического разложения, при необходимости) | + | - | - |
(контроль ингибирования, при необходимости) | + | + | + |
(отрицательный контроль, при необходимости) | - | + | + |
При достижении постоянного уровня BOD (достижение фазы плато) и если дальнейшего биоразложения не ожидается, испытание считают завершенным. Как правило период испытания не должен превышать 2 мес. Однако, если по-прежнему наблюдают значительное биоразложение и фаза плато не достигнута по прошествии этого периода времени, то испытание может быть продлено, но не более чем на 6 мес. В случае проведения длительных испытаний особое внимание следует уделять технической системе (например, герметичности испытательных сосудов и соединений).
Аллилтиомочевина может ингибировать нитрификацию только в течение коротких периодов инкубации, поскольку она биоразлагаема. Поэтому для предотвращения нитрификации не рекомендуется добавлять аллилтиомочевину. Однако практика показывает, что при низких концентрациях инокулята (приблизительно 1% по объему) нитрификация не происходит даже в течение длительных периодов инкубации, когда ингибитор не используется.
При необходимости дополнительно определяют абсорбированный диоксид углерода в адсорбере в конце испытания (см. приложение G).
9 Вычисления и интерпретация результатов
9.1 Вычисления
Вычисление ThOD приведено в приложении A. При определении значительных концентраций нитритов и нитратов рассматривают потребление кислорода с учетом нитрификации (см. приложение B). При необходимости вычисления углеродного баланса следует использовать информацию, приведенную в приложении E.
9.2 Выражение и интерпретация результатов
Составляют таблицу измеренных значений BOD и процентов биоразложения для каждого интервала измерений и каждого испытательного сосуда. Для каждого сосуда строят кривую зависимости BOD и кривую биоразложения, в процентах от времени. Если для трех параллельных сосудов получены сопоставимые результаты, можно построить кривую для среднего значения.
Максимальный уровень биоразложения, определяемый как среднее значение фазы плато кривой биоразложения или максимальное значение, например когда кривая снижается или, в дальнейшем, медленно повышается в фазе плато, характеризует степень биоразложения испытуемого материала. Если был определен углеродный баланс, его результат характеризует общую степень биоразложения.
На результаты испытаний могут влиять смачиваемость и форма испытуемого материала, и, следовательно, процедура испытаний может быть ограничена сравнением пластмасс с аналогичной химической структурой.
Информация о токсичности испытуемого материала может быть полезна при интерпретации результатов испытаний, показывающих низкую биоразлагаемость.
10 Достоверность результатов испытаний
Испытание считают достоверным, если:
Если вышеприведенные критерии не выполняются, испытания повторяют, используя другой предварительно кондиционированный или предварительно экспонированный инокулят.
11 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать, как минимум, следующую информацию:
a) ссылку на настоящий стандарт;
b) всю информацию, необходимую для идентификации испытуемых и эталонных материалов, включая TOC, ThOD, химический состав и формулу (если известны), форму, внешний вид и количество/концентрацию в испытуемых образцах;
c) основные параметры испытания, включая испытательный объем, используемую испытательную среду, температуру инкубации и конечное значение pH;
d) источник и количество использованного инокулята, включая подробную информацию о любом предварительном воздействии;
e) используемые аналитические методы, включая принцип работы респирометра, определение ТОС и нитратов/нитритов;
f) все результаты испытаний, полученные для испытуемых и эталонных материалов (в табличной и графической форме), включая измеренные значения BOD, процентные значения биоразложения, соответствующие графики этих параметров в зависимости от времени и концентрации нитратов/нитритов;
g) продолжительность индукционного периода, фазы биоразложения и максимальный уровень разложения, а также общую продолжительность испытания;
и, необязательно, если выполнено или определено:
i) результаты определения углеродного баланса, включая, например:
1) количество углерода в испытуемом материале, окисленного до диоксида углерода, вычисленное по степени биоразложения на основе BOD,
2) увеличение DOC в испытательной среде в течение периода инкубации за счет водорастворимых веществ,
3) увеличение содержания органического углерода в биомассе во время испытания,
4) содержание углерода в остаточных полимерах в конце испытания,
5) сумму всего измеренного углерода, выраженную в процентах от углерода, введенного в качестве испытуемого материала;
k) любые другие соответствующие данные (например, начальная молекулярная масса образца, молекулярная масса остаточного полимера).
Приложение A
(справочное)
Теоретическое потребление кислорода (ThOD)
A.1 Вычисление ThOD
ThOD выражают в миллиграммах на грамм или в миллиграммах на миллиграмм вещества.
ThOD = 1,6744 мг/мг PHB = 1674,4 мг/г РНВ.
A.3 Пример: смесь полиэтилена/крахмала/глицерина
|
|
|
|
|
|
Компонент | Формула | ThOD, мг/г | Содержание компонентов | ThOD, | |
|
|
| % | мг/сосуд | мг/сосуд |
Полиэтилен |  | 3400 | 50 | 500 | 1700 |
Крахмал |  | 1190 | 40 | 400 | 476 |
Глицерин |  | 1200 | 10 | 100 | 120 |
Общее содержание |
|
| 100 | 1000 | 2296 |
Приложение B
(справочное)
Корректировка значений BOD на влияние нитрификации
B.1 Влияние нитрификации
На значения BOD может влиять нитрификация. Необходима корректировка BOD для предотвращения серьезных ошибок при вычислении степени биоразложения, основанной на окислении углерода в азотсодержащем испытуемом материале.
Ошибки в случае веществ, не содержащих азота, как правило, незначительны, поскольку окисление аммониевых соединений в среде учитывается путем вычитания контрольного опыта.
Соли аммония и азотсодержащие испытуемые соединения могут быть окислены до нитрита или нитрата во время инкубационного периода испытания биоразложения. Поскольку реакции являются последовательными (осуществляются разными видами бактерий), концентрация нитрита может увеличиваться или уменьшаться. В последнем случае образуется эквивалентная концентрация нитрата. Химические реакции протекают в соответствии с формулами (B.1)-(B.3):
Суммарное уравнение
Из этих формул можно сделать вывод, что:
4,57 - коэффициент потребления кислорода для образования нитрата;
3,43 - коэффициент потребления кислорода для образования нитрита.
B.2 Пример
|
|
ThOD | 239 мг/дм ;
|
, измеренное в конце испытания | 199 мг/дм ;
|
, измеренное для контрольного опыта | 8 мг/дм ;
|
без корректировки на нитрификацию | 80%;
|
нитрат в конце испытания 15 мг/дм |  3,5 мг/дм ;
|
нитрит в конце испытания 1 мг/дм |  0,3 мг/дм ;
|
в конце испытания | 17 мг/дм ;
|
| 174 мг/дм ;
|
, скорректированная на нитрификацию | 73%. |
Приложение C
(справочное)
Принцип работы закрытого манометрического респирометра
|
 |
Рисунок C.1 - Схематическое изображение манометрического респирометра
Приложение D
(справочное)
Вариант двухфазного респирометрического испытания в закрытом сосуде
D.1 Принцип
Эту версию допускается использовать как альтернативную, например, при отсутствии респирометра. Инокулированную среду, а также испытуемые и эталонные материалы встряхивают или перемешивают при температуре от 20°C до 25°C в закрытых сосудах, содержащих известные объемы водной среды и воздуха, для обеспечения устойчивого распределения кислорода между водной и газовой фазами. Во время биоразложения регулярно измеряют концентрацию растворенного кислорода в водной фазе. Общее поглощение кислорода в испытательных сосудах вычисляют делением разности измеренных концентраций растворенного кислорода в контрольных пробах и испытательных сосудах на значение насыщения кислородом при нормальных условиях, умноженное на общее содержание кислорода, первоначально присутствующее в водной и газовой фазах. Биоразлагаемость вычисляют как отношение общего потребления кислорода к теоретическому потреблению кислорода (ThOD) и выражают в процентах.
D.2 Специальная аппаратура
D.2.3 Магнитная мешалка или встряхивающее устройство.
D.3 Проведение испытаний
D.4 Вычисление результатов
Затем вычисляют потребление кислорода BOD, мг/сосуд, по формуле
Наконец вычисляют процент биологического разложения как приведено в 9.1.
Используют соответствующие формулы для определения абиотического разложения, а также биологического разложения эталонного материала и контроля ингибирования.
Приложение E
(справочное)
Пример определения углеродного баланса
E.1 Основные положения
E.2 Проведение испытаний
Определяют изменение BOD, как описано в 8.4.
Для каждого образца определяют количество биомассы в фильтрате или центрифугате, используя подходящие методы, например путем измерения белка. Определяют или принимают количество углерода в биомассе и вычисляют по разнице увеличение содержания органического углерода в биомассе.
В соответствии с ИСО 8245 определяют DOC в фильтрате каждой пробы и вычисляют увеличение содержания органического углерода. При возможности определяют вещества, формирующие DOC, для подтверждения продуцирования водорастворимых метаболитов.
В конце испытания определяют количество углерода в остаточных полимерах, используя весь оставшийся образец. Обычно это сложная процедура и ее можно выполнить напрямую, если доступен полимер-специфический анализ (см. приложение F), или косвенно. В первом случае извлекают и взвешивают остаточные полимеры и вычисляют количество углерода по их известному составу. Одним из возможных методов непрямого (косвенного) определения является промывка, сушка, взвешивание остатка и определение общего органического углерода (TOC).
Затем вычитают углерод биомассы (см. выше) из TOC для получения количества углерода в остаточных полимерах. Другая возможность - точно взвесить остаток, а затем обработать его подходящим методом для разрушения биомассы, но не полимеров (это необходимо проверить заранее). Используя, например, гипохлорит натрия, удаляют растворимую часть и снова взвешивают образец. Предполагают, что вся биомасса удалена, и по полученной массе вычисляют содержание полимера в остатке.
E.3 Вычисление углеродного баланса
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметр | | | | | | DOC | |
мг/дм | 3,2 | 61,0 | 57,8 | 2,0 | 22,0 | 20,0 | 261 |
% от |
|
| 17,2 |
|
| 6,0 | 78 |
Приложение F
(справочное)
Пример определения количества и молекулярной массы нерастворимого в воде полимера, оставшегося в конце испытания на биологическое разложение
Может быть полезным использование процедуры измерения количества и молекулярной массы полимеров, оставшихся в конце исследования биологического разложения. Данный метод или другой подходящий метод могут быть использованы для анализа нерастворимых в воде полимеров, растворяющихся в органических растворителях, не смешивающихся с водой.
a) Переносят испытуемую смесь в делительную воронку, добавляют подходящий органический растворитель и встряхивают от 10 до 20 мин для экстракции оставшихся полимеров. Отделяют слой органического растворителя от водного слоя. Добавляют свежий растворитель и повторяют процедуру.
b) Объединяют органические экстракты и выпаривают растворитель досуха. Растворяют твердый образец в соответствующем объеме подходящего элюата.
c) Вводят с помощью микрошприца подходящее количество испытуемого материала в высокоэффективный жидкостной хроматограф (ВЭЖХ), оснащенный колонкой, заполненной гелем для эксклюзионной хроматографии. Запускают анализ и записывают хроматограмму.
d) Определяют количество присутствующего полимера по калибровочной кривой.
e) Определяют молекулярную массу полимера, вводя в хроматограф подобный полимер или полимеры, структура которых аналогична исследуемым полимерам и молекулярные массы известны. Получают хроматограмму зависимости времени удерживания от молекулярной массы полимера. Определяют молекулярную массу, используя эту зависимость.
Абсолютную молекулярную массу исследуемого полимера также можно определить с помощью ВЭЖХ с комбинацией малоуглового лазерного светорассеяния (LALLS) и дифференциального рефрактометрического детектора (RI).
Приложение G
(справочное)
G.1 Основные положения
Если во время испытания происходит нитрификация, значения биологического разложения, основанные на потреблении кислорода, должны быть скорректированы (приложение В). Поскольку небольшие различия в содержании нитратов и нитритов приводят к значительным поправкам в полученные проценты биологического разложения, полезно определить, при необходимости, процент биоразложения на основе произведенного диоксида углерода. Процент биологического разложения на основе продуцированного диоксида углерода допускается использовать для проверки значений, полученных на основе потребления кислорода после поправки на нитрификацию.
G.2 Процедура испытаний
G.3 Вычисления
где TOC (%) - TOC в пластмассе (или эталонном материале), деленное на 100;
12 - молекулярная масса C.
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам
Таблица ДА.1
|
|
|
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта |
ISO 8245 | NEQ | ГОСТ 31958-2012 "Вода. Методы определения содержания общего и растворенного органического углерода" |
Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандарта:
- NEQ - неэквивалентный стандарт.
| ||
Библиография
|
|
|
[1] | ASTM D 3536-91  | Molecular Weight Averages and Molecular Weight Distributionby Liquid Exclusion Chromatography (GEL Permeation Chromatography - GPC)] [Средние значения молекулярной массы и распределение молекулярной массы с помощью жидкостной эксклюзионной хроматографии (гель-проникающая хроматография - GPC)] |
_______________ Отменен. Действует ASTM D 5296-19 "Стандартный метод определения средней молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полистирола методом высокоэффективной эксклюзионной хроматографии". | ||
[2] | ISO 8192 | Water quality - Test for inhibition of oxygen consumption by activated sludge for carbonaceous and ammonium oxidation (Качество воды. Испытание на ингибирование поглощения кислорода активным илом при окислении углеродсодержащих и амониевых соединений)
|
[3] | ISO 10708 | Water quality - Evaluation in an aqueous medium of the ultimate aerobic biodegradability of organic compounds - Determination of biochemical oxygen demand in a twophase closed bottle test (Качество воды. Оценка способности органических соединений к полному биологическому разложению в водной среде. Определение биохимической потребности в кислороде при двухфазном испытании в закрытой склянке)
|
[4] | ISO 11923 | Water quality - Determination of suspended solids by filtration through glass-fibre filters (Качество воды. Определение содержания взвешенных твердых частиц путем фильтрации через стекловолоконные фильтры)
|
[5] |  . P. (1994), Screening-Testmethoden zur Abbaubarkeit von Kunststoffen unter aerobe und anaeroben Bedingungen, Dissertation, Stuttgart University   Bauingenieurwesen, Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft, 59, Erich Schmidt Verlag, Berlin Bauingenieurwesen, Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft, 59, Erich Schmidt Verlag, Berlin
| |
[6] | ISO 9408:1999  | Water quality - Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in aqueous medium by determination of oxygen demand in a closed respirometer (Качество воды. Оценка способности органических соединений к полному аэробному биологическому разложению в водной среде методом определения потребности в кислороде в закрытом респирометре)
|
_______________ Действует ГОСТ Р ИСО 9408-2016 "Качество воды. Оценка биоразлагаемости органических соединений в водной среде. Метод оценки полной аэробной биоразлагаемости путем определения кислородной потребности в закрытом респирометре". | ||
[7] | ISO 10634  | Water quality - Preparation and treatment of poorly water-soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their biodegradability in an aqueous medium (Подготовка и обработка плохо растворимых в воде органических соединений для последующей оценки их биоразлагаемости в водной среде) |
_______________ Действует ГОСТ Р ИСО 10634-2016 "Качество воды. Оценка биоразлагаемости органических соединений в водной среде. Подготовка и обработка малорастворимых в воде органических соединений для последующей оценки". | ||
[8] | ISO/TR 15462  | Water quality - Selection of tests for biodegradability (Качество воды. Выбор методов оценки биоразлагаемости) |
_______________ Действует ГОСТ Р 56989-2016 "Качество воды. Оценка биоразлагаемости органических соединений в водной среде. Выбор метода оценки". | ||
[9] | JIS K 6950:1994 Plastics Testing Method for Aerobic Biodegradability by Activated Sludge
| |
[10] | KITANO. M., and YAKABE, Y., Strategy for Biodegradability Testing in OECD. Edited by Y. Doi and K. Fukuda, Biodegradable Plastics and Polymers, Elsevier, Amsterdam, pp.217-227
| |
[11] | SAWADA. H. (1994), Field Testing of Biodegradable Plastics, Edited by Y. Doi and K. Fukuda, Biodegradable Plastics and Polymers, Elsevier, Amsterdam, pp.298-312
| |
[12] | SPERANDIO, A., and , P. Bestimmung der Gesamtproteine als Biomasse-Parameter in  Kulturen und auf  aus Bio-Reaktoren, gwf Wasser. Abwasser. 1993, 134 pp.482-485 | |
|
|
УДК 678:691.175:006.354 | ОКС 83.080.01 |
| |
Ключевые слова: пластмассы, определение способности к полному анаэробному биологическому разложению в водной среде, измерение потребления кислорода в закрытом респирометре | |
