Testování biologické rozložitelnosti


Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49

Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49

Pokud již víme, co znamená „biologicky rozložitelný polymer“, a také víme, KDE a za jakých podmínek je biologicky rozložitelný, měli bychom se rovněž zeptat, JAK byla biologická rozložitelnost měřena.

Testovací metody lze rozdělit do dvou skupin – fyzikální metody a respirometrie.

1) Fyzikální metody

Hlavní metodou této kategorie je prosté měření úbytku hmotnosti. Hmotnost polymeru na začátku experimentu se porovnává s hmotností polymeru po určité době ve vybraném prostředí. Hlavní výhodou této metody je možnost jejího použití v přírodních podmínkách. Pomocí této metody však nelze prokázat bioasimilaci a mineralizaci polymeru.1

Mezi další fyzikální metody patří vizuální hodnocení, mikroskopie, spektroskopie atd.

2) Respirometrie

Tyto metody měří spotřebu kyslíku bakteriemi při biologickém rozkladu polymeru nebo množství uvolněného CO2/CH4.1 Výhodou je měření skutečné mineralizace polymeru. Tyto metody lze provádět pouze v laboratoři za použití sofistikovaného vybavení; špatně tedy simulují přírodní podmínky.

Schéma: Fáze biologického rozkladu a srovnání metod používaných pro hodnocení biologické rozložitelnosti. Převzato z cit.1

Nesprávná interpretace měření může vést ke dvěma hlavním omylům:2


Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49

Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49

Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49
  • Prokázání biologické rozložitelnosti na základě fyzikálních měření, ale neprokázání mineralizace.
  • Vytýkat biologicky rozložitelnému polymeru, že není biologicky rozložitelný, ale nebrat v úvahu typ prostředí, pro které byl biologicky rozložitelný polymer původně certifikován.

Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49

Určit, zda polymer je či není biologicky odbouratelný, je složité také proto, že při testech se používají rozdílné metody. Již jsme hovořili o velkém počtu environmentálních podmínek a vlastností materiálu, které ovlivňují míru biologické rozložitelnosti. Pokud tyto proměnné nejsou během experimentu řádně korigovány nebo prodiskutovány, nelze výsledky porovnávat s měřeními z jiných laboratoří. Takové výsledky jsou nereprodukovatelné. Proto vědci zavedli standardní metody pro stanovení biologické rozložitelnosti.

Standardní metody a certifikace

Existují 3 standardizované metody:

Metody uvádějící podmínky a postup měření

Metody, které nejen stanovují podmínky, ale také vyhodnocují výsledky - na základě těchto metod lze určit, zda je polymer biologicky odbouratelný, či nikoli

Certifikáty - vyjádření třetích stran

Existuje několik norem ISO, OECD a ASTM. Často se vzájemně překrývají nebo doplňují a poskytují souhrn pravidel, jak měřit biologickou rozložitelnost v různých prostředích. Tyto metody jsou velmi často kritizovány akademiky. I přesto jsou hlavním a dosud nejlepším nástrojem pro legislativu. Přehled platných metod (v roce 2021) je uveden v tabulce 1.

(Standardní) metody pro testování biologické rozložitelnosti se zabývají těmito problémy:1


Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49

Warning: Undefined array key "rel" in /www/doc/www.hydalpoint.com/www/wp-content/plugins/glossary-by-codeat-premium/frontend/Core/Type/LinkTooltip.php on line 49
  • Zdroj mikroorganismů a podmínky – v normalizovaných metodách není dostatečně standardizován, popsán a kontrolován počet proměnných.
  • Tvar a velikost výrobku – většina testů používá polymer ve formě prášku nebo tenkých fólií. Prášek se rozkládá mnohem rychleji než větší předměty (např. lahve); nevíme však, o kolik rychleji.
  • Přísady – konečné produkty obvykle nejsou čistě polymery jednoho druhu. Proto musí být konečné receptury se všemi přísadami testovány jak na biologickou rozložitelnost, tak na toxicitu.
  • Délka trvání testu – krátké testy neposkytují platné informace o rychlosti biologické rozložitelnosti. Biologický rozklad může trvat několik let – pokus provedený během dvou týdnů může vést ke zkresleným informacím. Na druhou stranu laboratorní pokusy probíhají v relativně malých objemech ve srovnání s přirozeným prostředím, kde je výměna živin a metabolitů omezená. Dlouhodobá kultivace špatně napodobuje přírodní podmínky.
  • Korelace mezi laboratorním testem a skutečností – laboratorní pokusy jsou lépe reprodukovatelné, ale extrapolace laboratorních výsledků do přírodního prostředí může být zavádějící.
  • Nedostatečná charakteristika materiálu – biologickou rozložitelnost ovlivňují nejen vnější podmínky, ale i vlastnosti samotného testovaného materiálu.

Momentálně jsou nejvíce akceptované a zřejmě nejspolehlivější certifikáty o biologické rozložitelnosti ty od Vincotte OK. Jako jediné testují kromě biologické rozložitelnosti také toxicitu polymeru.

Teď už víte, jaké jsou výhody měření biologické rozložitelnosti. Seznamte se také s biologickou rozložitelností polymerů skupiny PHA.

Norma Poslední revize Název Prostředí Metoda
ISO 148512019Stanovení konečné aerobní biologické rozložitelnosti plastových materiálů ve vodním prostředí – Metoda měření spotřeby kyslíku v uzavřeném respirometruOdpadní vody a čistírenské kaly (aerobní)Spotřeba O2
ISO 148522018Stanovení konečné aerobní biologické rozložitelnosti plastových materiálů ve vodním prostředí – Metoda analýzy uvolněného oxidu uhličitéhoOdpadní vody a čistírenské kaly (aerobní)Produkce CO2
ISO 139752019Plasty – Stanovení konečné anaerobní biodegradace plastů v systémech řízeného rozkladu kalů – Metoda měření produkce bioplynuOdpadní vody a čistírenské kaly (anaerobní)Produkce CO2 a CH4
ISO 148532016Plasty – Stanovení konečné anaerobní biodegradace plastů ve vodním systému – Metoda měření produkce bioplynuOdpadní vody a čistírenské kaly (anaerobní)Produkce CO2 a CH4
ISO 175562019Plasty – Stanovení konečné aerobní biologické rozložitelnosti plastových materiálů v půdě měřením spotřeby kyslíku v respirometru nebo množství uvolněného oxidu uhličitého.PůdaSpotřeba O2 a produkce CO2

ASTM 5988

(Srovnatelné s ISO 17556)

2018Standardní testovací metoda pro stanovení aerobní biologické rozložitelnosti plastových materiálů v půděPůdaProdukce CO2.
OECD 3072002Aerobní a anaerobní přeměna v půděPůdaEmise CO2 při biodegradaci radioaktivně značených polymerů (14C)
EN 170332018Plasty – Biologicky rozložitelné mulčovací fólie pro použití v zemědělství a zahradnictví – Požadavky a zkušební metodyPůda

NF U 52-001

(Francouzská norma pro mulčovací fólie)

2013Biologicky rozložitelné materiály pro použití v zemědělství a zahradnictví – mulčovací produkty – požadavky a testovací metodyPůda
ISO 196792020Plasty – Stanovení aerobní biodegradace neplovoucích plastů na pomezí mořské vody a sedimentu – Metoda analýzy uvolněného oxidu uhličitéhoMořeProdukce CO2
ISO 224032020Plasty – Hodnocení vnitřní biologické rozložitelnosti materiálů vystavených působení mořského inokula v mezofilních aerobních laboratorních podmínkách – Testovací metody a požadavkyMoře
ISO 188302016Plasty – Stanovení aerobní biodegradace neplovoucích plastů na rozhraní mořské vody a písečného sedimentu – Metoda měření spotřeby kyslíku v uzavřeném respirometruMořeSpotřeba O2
ASTM D79912015Standardní testovací metoda pro stanovení aerobní biodegradace plastů pohřbených v písčitých mořských sedimentech za regulovaných laboratorních podmínekMořeProdukce CO2
ASTM D74732012Standardní testovací metoda pro měření úbytku hmotnosti plastových materiálů v mořském prostředí pomocí inkubace v otevřeném systému akváriaMořeVizuální hodnocení, úbytek hmotnosti
ASTM D66912009Standardní testovací metoda pro stanovení aerobní biodegradace plastových materiálů v mořském prostředí pomocí definovaného mikrobiálního konsorcia nebo přírodního mořského inokulaMořeProdukce CO2
ISO 186062013Obaly a životní prostředí – Ekologická recyklacePrůmyslové kompostování
ISO 170882012Specifikace kompostovatelných plastůPrůmyslové kompostování
ISO 148552012Stanovení konečné aerobní biologické rozložitelnosti plastových materiálů za podmínek řízeného kompostování – Metoda analýzy uvolněného oxidu uhličitéhoPrůmyslové kompostováníProdukce CO2

ASTM D5338

(Srovnatelné s ISO 14855)

2021Standardní testovací metoda pro stanovení aerobní biologické degradace plastových materiálů za řízených kompostovacích podmínek, včetně termofilních teplotPrůmyslové kompostování
ASTM D68682019Standardní specifikace pro označování hotových výrobků, které obsahují plasty a polymery jako povlaky nebo přísady do papíru a jiných substrátů určených k aerobnímu kompostování v komunálních nebo průmyslových zařízeníchPrůmyslové kompostování

ASTM D6400

(Srovnatelné s ISO 17088)

2019Standardní specifikace pro označování plastů určených k aerobnímu kompostování v komunálních nebo průmyslových zařízeníchPrůmyslové kompostování
ASTM D55262018Standardní testovací metoda pro stanovení anaerobní biodegradace plastových materiálů za podmínek zrychleného skládkováníSkládka / bioreaktor
EN 149952006Hodnocení kompostovatelnosti – Testovací schéma a specifikacePrůmyslové kompostování
EN 134322001

Obaly – Požadavky na využití obalů kompostováním

a biologickým rozkladem – Systém testů a hodnotící kritéria pro konečnou přijatelnost obalů

Průmyslové kompostování
EN 140452003

Obaly – Hodnocení rozkladu obalových materiálů v praktických

testech za stanovených podmínek kompostování

KompostováníVizuální hodnocení, úbytek hmotnosti
ISO 159852014Plasty – Stanovení konečné anaerobní biodegradace při podmínkách anaerobní digesce s vysokým obsahem pevných látek – Metoda analýzou uvolněného bioplynuAnaerobníProdukce CO2 a CH4

ASTM D5511

(Srovnatelné s ISO 15985)

2018Standardní testovací metoda pro stanovení anaerobní biodegradace plastových materiálů za podmínek anaerobní digesce s vysokým obsahem pevných látekAnaerobní

NF T 51-800

(Francouzská norma)

2015Plasty – Specifikace plastů vhodných pro domácí kompostováníDomácí kompostování

AS 5810

(Australská norma)

2010Biologicky rozložitelné plastyBiologicky rozložitelné plasty vhodné pro domácí kompostováníDomácí kompostování

Tabulka 1 – standardní metody pro stanovení biologické rozložitelnosti polymerů

Citace

1 Harrison, J. P., C. Boardman, K. O’Callaghan, et al. Biodegradability standards for carrier bags and plastic films in aquatic environments: a critical review. Royal Society Open Science. 2018, 5(5): 171792. doi: doi:10.1098/rsos.171792.

2 Zumstein, M. T., R. Narayan, H.-P. E. Kohler, et al. Dos and Do Nots When Assessing the Biodegradation of Plastics. Environmental Science & Technology. 2019, 53(17): 9967-9969. doi: 10.1021/acs.est.9b04513.