ICS 83.080.01 CCS G 31
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T40612—2021/ISO19679:2020
塑料海水沙质沉积物界面非漂浮塑料
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
PlasticsDetermination of aerobic biodegradation of non-floating
plastic materials in a seawater/sediment interface-
Method byanalysis ofevolved carbondioxide
（ISO19679:2020,IDT)
2021-08-20发布
2021-10-01实施
国家市场监督管理总局 发布国家标准化管理委员会 GB/T40612—2021/ISO19679:2020
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件使用翻译法等同采用ISO19679：2020《塑料海水沙质沉积物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》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会（TC380)提出并归口。 本文件起草单位：北京工商大学、中国神华煤制油化工有限公司、重庆市联发塑料科技股份有限公
司、彤程化学（中国)有限公司、宁波家联科技股份有限公司、江西省萍乡市轩品塑胶制品有限公司、国家塑料制品质量监督检验中心（北京）、深圳方达杰环保新材料股份有限公司、安徽雪郎生物科技股份有限公司、安徽丰原发酵技术工程研究有限公司、安徽丰原生物化学股份有限公司、安徽丰原生物纤维股份有限公司、安徽华驰塑业有限公司、蚌埠天成包装科技股份有限公司、深圳市正旺环保新材料有限公司、 广东崇熙环保科技有限公司、四川大学、安徽恒鑫环保新材料有限公司、扬州惠通科技股份有限公司、 兰州鑫银环橡塑制品有限公司、中成华道集团有限公司、安徽中成华道制塑有限责任公司。
本文件主要起草人：付烨、周迎鑫、温亮、尹甜、冯申、周久寿、赵燕超、王熊、周义刚、王鹏、魏文昌、 万玉青、纪传侠、胡富贵、于建梅、汪纯球、李淑珍、张坚洪、魏杰、吴刚、严德平、沈坤良、张建纲、秦文生、 艾蓉、高婷。
1 GB/T40612—2021/1S019679:2020
引言
用可生物降解塑料制成的产品被设计成通过堆肥厂或厌氧消化池中的有机循环来回收。不能因为这些制品可生物降解（生物分解），而被认为可以随意地丢弃在环境中，这是不可取的，这些制品宜被回收和再利用。然而，自然环境（例如土壤或海洋环境）塑料的生物降解程度和速率测定试验方法是值得关注的，以便更好地描述这些特定环境中塑料的降解行为。事实上，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置于海洋环境中。可生物降解塑料材料的特性可以通过应用特定的试验方法来表征，这些方法能够对暴露在海洋沉积物和海水中的塑料的生物降解性进行定量评估。
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、洋流和海浪平抛作用影响可能下沉到亚海岸并到达海底表面。许多生物降解塑料的密度大于1，因此容易下沉。从表面（与海水的界面)至深层，沉积物所处环境从有氧到缺氧再到厌氧状态，呈现出急剧变化的氧梯度。
Ⅱ GB/T40612—2021/ISO19679:2020
塑料海水沙质沉积物界面非漂浮塑料
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
1范围
本文件描述了一种试验方法，通过测定释放的二氧化碳量，测定塑料材料在海水和海底交界处的海
洋沙质沉积物上有氧生物分解的程度和速率。本试验方法也适用于其他固体有机材料。
本试验方法是在实验室条件下模拟海洋中不同海水沉沙区域的栖息环境，如在阳光照射到海底的
底栖区（光照区），在海洋科学中被称为近滨海带，
埋于海洋沉积物中的塑料材料和其他固体材料，其生物分解的测定不在本文件范围内注：需氧生物降解的测定也可通过监测氧气消耗量来获得，方法见GB/T40611一2021。 本文件描述的条件可能与发生最大程度生物分解的最佳条件不一致
规范性引用文件
2
本文件没有规范性引用文件。
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 ISO和IEC中用于本文件的术语和定义见下列网址：
-ISO在线浏览平台：可由https：//www.iso.org/obp —IEC电子百科：http：//www.electropedia.org
3.1
二氧化碳理论释放量 theoretical amount of evolved carbon ioxide ThCO2 试验材料完全氧化时所能生成的二氧化碳理论最大值，可由分子式或总有机碳（TOC)计算得到。 注：以每毫克或每克试验材料释放的二氧化碳毫克数表示（mgCO2/mg试验材料或gCO2/g试验材料）。
3.2
总有机碳 totalorganiccarbon TOC 有机化合物所含有的总碳量。 注：总有机碳以每100mg化合物含碳毫克数表示（mgCOz/100mg化合物）。
3.3
溶解有机碳 dissolved organic carbon DOC 溶解在水中、无法以特别相分离方法（如40000m0-2转速离心分离15min或孔径0.2μm～0.45μm
过滤膜过滤）而分离的有机碳。
1 GB/T40612—2021/IS019679:2020
3.4
前处理 pre-conditioning phase 在没有试验材料存在的情况下，对培养液进行预培养，以消耗可能干扰生物分解测定的过量有机物
和提高微生物对试验环境的适应性。
4原理
本试验方法是根据GB/个19276.2一2003中规定的二氧化碳释放量测定方法确定的。试验介质包
括固态和液态，固态介质为铺设在密闭烧瓶底部的海洋沙质沉积物，液态介质为浸泡沉积物的天然海水或人工海水。试验材料宜采用能够铺设在沉积物表面位于固液两相界面的薄膜。该试验系统在密闭容器中模拟下沉至海底的塑料。
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（ThCO,)之比得到材料的生物分解率，以百分率表示。由生物分解曲线的平稳阶段求得试验材料的最大生物分解率。GB/T19276.2一2003附录A中列出了测定二氧化碳释放量的原理。
根据本文件描述的试验方法进行实验室间验证试验的详细信息见参考文献[5]。
5试验环境
培养应在黑暗或漫射光的密闭空间内进行，该空间应没有抑制微生物生长的蒸汽，并保持恒温，宜在15℃～25℃之间，但不超过28℃，精确到士2℃。任何温度变化都应在试验报告中予以解释说明。
注：试验温度可能与海洋环境实际温度不同
6试剂
6.1水
蒸馏水或去离子水，不得含有毒物质（尤其是铜），DOC含量小于2mg/L。 6.2人工海水
溶解：氯化钠（NaC1）六水氯化镁（MgCl2·6HzO) 硫酸钠（Na2SO）氯化钙（CaCl2）氯化钾(KCI) 碳酸氢钠（NaHCO）用水见（6.1)并定容至1000mL。
22 g 9.7 g 3.7 g 1 g 0.65 g 0.20 g
6.3 天然海水/沉积物
用铲子将在低水位线下方的沙质沉积物和海水样本放人桶中。将湿的沉积物和海水一同转移至密闭容器中，并迅速运送至实验室。使用前始终以低温（约4℃）保存沉积物。海水/沉积物样本宜在取样后4周内使用，记录贮存时间和条件。
注：海水和沉积物也可从运营良好的大型公共海洋水族馆取样测定沉积物以及取代人工海水的关然海水中总有机碳（TOC）、pH值和氮含量。沉积物总有机碳 2 GB/T40612—2021/ISO19679:2020
含量应在0.1%~2%之间。
为了降低有机物含量和背景呼吸，可对沉积物进行初步氧化。向沉积物和海水中通入空气，平缓搅
拌（最大搅拌速度为20r/min～30r/min)至所需时间。在试验报告中应记录前处理过程。
7仪器设备
7.1i 试验烧瓶
宜选用容量为250mL的生物量瓶。在不影响试验条件的情况下，可使用容量更大的反应器。容器应置于恒温室或恒温装置（如水浴）中。在不影响海水/沉积物界面的情况下，可以对海水进行搅拌。
注：装置示例见图A.1。搅拌装置的示例见OECDTG308：2002。
7.2 2二氧化碳吸收容器
将玻璃烧杯置于试验烧瓶顶部，盛装10mL浓度为0.0125mol/L的Ba(OH)。溶液或3mL浓度为0.5mol/L的KOH溶液 7.32 分析天平
灵敏度至少应为0.1mg。 7.4 pH计
8步骤
8.1试验材料
试验材料应采用薄膜或薄片。将试验材料样品切成圆片状。其直径应小于玻璃烧瓶的直径，以便于放置在玻璃烧瓶的底部。
样品应具有已知质量，并含有足量的碳，产生可足够通过系统测量的CO2。 试验材料浓度为每升海水加沉积物中至少100mg。样品质量对应的TOC含量约为60mg/kg。
每只烧瓶内的最大样品质量受限于玻璃烧瓶供氧量。试验材料浓度宜为150mg/L～300mg/L海水和沉积物。
由化学式计算TOC，或者通过合适的分析技术（例如元素分析或符合ISO8245的测定方法）测定 TOC,从而计算ThCO2。
试验材料的形态和形状可能会影响其生物降解性。如要对比不同种类的塑料材料，宜采用相似形状和厚度的样品。
注：当薄膜状试验材料置于沉积物表面时，会限制水体和沉积物间的气体交换，导致试验材料下方形成厌氧区。为
了减少这种影响，可在整个薄膜样品表面均匀穿孔。
8.2 参比材料
使用无灰纤维素滤纸作为参比材料1）。如可能，其TOC、形态和尺寸应与试验材料的类似。应使
用与试验材料相同形态的非生物降解聚合物（如聚乙烯）作为负控制参比材料。
1） 实验室滤纸Whatmann°42可以满足此用途，并且是可商业购买的适宜产品。提供此信息是为了方便本文件的
用户，并不构成GB对该产品的认可。
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