自20世紀90年代開始,我國便開始制定與降解塑料相關(guān)的標準,目前共有14項與生物降解塑料相關(guān)的標準。前期,國內(nèi)發(fā)展以國內(nèi)產(chǎn)品為主,所以在前期的標準制定方面并未與國際接軌。后期,在國家科技部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會等部門的支持下,在全國塑料制品標準化中心生物分解材料工作組、中國塑協(xié)降解塑料專委會等單位的努力下,最終建立了與國際接軌的相關(guān)降解塑料的認證標準及其檢驗方法,有了這些相關(guān)標準的建立,我國生物降解塑料的發(fā)展也有了很大的發(fā)展。
降解塑料標準體系的重要性
自生物降解塑料出現(xiàn),對于其性能的質(zhì)疑和概念的混淆就一直存在,主要是由于在其發(fā)展之初沒有科學的測定方法和標準對產(chǎn)品進行約束和界定。如 “生物基材料”、 “生物降解塑料”、“可堆肥材料”三者的概念及關(guān)系就經(jīng)常被人們混淆。
生物基材料指的是由來自生物質(zhì)的原料制備的塑料。但不是所有生物基材料都是可生物降解或可堆肥的,也不是所有可生物降解塑料都是生物基材料。
生物降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等條件下,和/或特定條件如堆肥化條件下或厭氧消化條件下或水性培養(yǎng)液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最終完全降解變成二氧化碳或/和甲烷、水及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質(zhì)的塑料。
而可堆肥材料還要求其最后形成的堆肥中重金屬含量、毒性試驗、殘留碎片等符合相關(guān)標準的規(guī)定。
因此,生物降解檢測方法與標準體系的建立就顯得尤為重要,它不僅有助于產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,促進市場快速形成,推動行業(yè)迅速成長,更有利于產(chǎn)品走向國際市場。
1.中國標準:GB/T 19277
2006年《降解塑料的定義、分類、標志和降解性能要求》標準規(guī)定了降解塑料標識應(yīng)該包含產(chǎn)品的主要原料和組成信息,塑料的降解類別或降解方式,以及標準號;而且關(guān)于降解塑料的定義以及生物降解性能和崩解性能的定義更為明確:A. 生物降解性能:規(guī)定可控堆肥材料在有氧堆肥條件下最長6個月內(nèi),必須60%以上最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì)。B. 崩解性能:規(guī)定可控堆肥材料可使用的最大厚度,該厚度下的可控堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內(nèi),必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網(wǎng)的碎片。在該標準的基礎(chǔ)上,全國塑料制品標準化中心生物分解材料工作組(BMG) 分別與BPS和BPI簽署了生物降解塑料檢測結(jié)果和標識互認降解備忘錄。該備忘錄的簽署,使得我國生物降解塑料的發(fā)展進一步與各國際協(xié)會接軌,同時也意味著BMG體系的標識獲得了國外協(xié)會的認可。生物降解制品研究所(BPI) 主要從事美國生物降解塑料的開發(fā)、生產(chǎn)以及推廣等工作,同時美國實驗材料協(xié)會(ASTM)與生物降解制品研究所(BPI) 專門成立了分技術(shù)委員會來完成可堆肥生物降解塑料的相關(guān)標準認定。ASTM D6400 《堆肥化塑料的規(guī)范》為美國現(xiàn)行可堆肥降解塑料標準。結(jié)論主要包括生物降解、崩解和生態(tài)毒理性能3個方面:A.生物降解性能:對于單一聚合物,規(guī)定可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長12個月內(nèi),必須60%以上最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì)。而對于共混物,規(guī)定可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長12個月內(nèi),必須90%以上最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì)。B.崩解性能:規(guī)定了可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內(nèi),必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網(wǎng)的碎片。C.生態(tài)毒理性能:特選植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物質(zhì)后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀。日本從事生物分解材料標準、推廣和技術(shù)發(fā)展的是日本分解塑料研究會(BPS) ,目前BPS包括樹脂生產(chǎn)商、加工商、成品生產(chǎn)商及貿(mào)易機構(gòu)。在1999年BPS推出了食品包裝用Greenpla安全評價體系的計劃。在1994年日本制定了日本工業(yè)方法.標準JISK 6950。其執(zhí)行規(guī)范如下:
A.化學物質(zhì)限制:規(guī)定了可降解堆肥材料的有機物質(zhì)和重金屬最低含量。B.生物降解性能:規(guī)定了可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下必須60%以上最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì),具體時間跨度沒有明確規(guī)定。C.崩解性能:規(guī)定了可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內(nèi),必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網(wǎng)的碎片。D.生態(tài)毒理性能:特選植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物質(zhì)后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀,或者是蚯蚓在引入可控堆肥降解材料的堆肥分解物質(zhì)后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀。澳大利亞可堆肥降解相關(guān)標準為AS4736《生物降解塑料-適合堆肥化或者其他生物處理方式的生物降解塑料》,該標準在歐洲標準En 13432的基礎(chǔ)上,另外在生態(tài)毒理性能要求上增加了蚯蚓生態(tài)毒理檢測。具體如下:A.化學物質(zhì)限制:規(guī)定了可降解堆肥材料的有機物質(zhì)、重金屬和氟的最低含量。B.生物降解性能:規(guī)定了可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長6個月內(nèi),必須90%以上最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì)。C. 崩解性能:規(guī)定可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內(nèi),必須瓦解成90%以,上可通過22mm篩網(wǎng)的碎片。D. 生態(tài)毒理性能:特選植物在引入可降解堆肥降解材料的堆肥分解物質(zhì)后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀,同時還要滿足蚯蚓在引入可控堆肥降解材料的堆肥分解物質(zhì)后,達到90%以上的原有成活率和生物性狀。自20世紀90年代開始,歐洲標準化委員會便積極參與降解塑料的標準制定與研究。德國、芬蘭等也各自制定了相關(guān)的標準。德國主要通過一些應(yīng)用示范項目以及大量的實驗來發(fā)布DINCERTCO法令,并制定了用于全生物降解堆肥能力檢測的標準。歐盟現(xiàn)行可堆肥降解塑料標準為En 13432 《利用堆肥和生物分解來回收的包裝物試驗和最終評價的要求》,它是歐盟指令94/62/EC中重要組成部分之一。該指令基于環(huán)境與生命安全、能源與資源合理利用的要求,對整個包裝過程及其所有環(huán)節(jié)提出相應(yīng)的要求和所期望達到的目標。A.化學物質(zhì)限制:規(guī)定了可堆肥材料的有機物質(zhì)、重金屬和氟的最低含量。B.生物降解性能:規(guī)定了可降解堆肥材料在有氧堆肥條件下,最長6個月內(nèi),必須90%以上最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和礦物質(zhì)。C.崩解性能:規(guī)定了可降解堆肥材料可使用的最大厚度,此厚度下的可降解堆肥降解材料在有氧堆肥條件下,最長12周內(nèi),必須瓦解成90%以上可通過22mm篩網(wǎng)的碎片。D.生態(tài)毒理性能:特選植物在引入可堆肥降解材料的堆肥分解物質(zhì)后達到90%以上的原有成活率和生物性狀。GB/T19277檢測方法是將試樣材料與堆肥接種物混合后放入堆肥化容器中,在一定的氧氣,溫度(58±2℃),濕度(50-55%)的條件下進行充分的堆肥化,測定材料降解45天后CO2的最終釋放量(可延長至6個月),用實際的CO2釋放量與其理論最大放出量的比值來表示材料的生物降解率。檢測參照物為粒徑小于20μm的纖維素,只有當參照物45天后降解率大于70%時該試驗有效。