密闭式呼吸计在塑料海水环境降解标准检测中的应用

时间：2022-11-02

塑料在如今的人类社会已无处不在：在家里，在办公室，在学校，还有海洋。在2017年国际海岸大扫除期间捡到的**垃圾中，有食品包装袋、饮料瓶、食品杂货袋、吸管和外带容器，都是塑料制成的。我们还可能对这些数字很熟悉：一个烟头要10年，一个塑料袋要20年，一个PET瓶、一片尿布要450年……这就是塑料在海洋中的降解周期。据统计，每分钟有相当于一辆垃圾车的17吨垃圾被倾倒到海洋里，自20世纪50年代以来，有**过1.98亿吨塑料被倾倒进海洋。

在这10年、20年、450年甚至更长时间里，塑料降解的缓慢过程代表了什么？塑料在环境中的降解一般通过以下4种机制：

a. 光降解

b. 热氧化降解

c. 水解降解

d. 微生物降解

当塑料较终进入海洋时，由于暴露在光、紫外线和太阳的热量下，其非常缓慢的自然降解开始于光降解和热氧化降解。它会变色、易碎、开裂。这些变化是由于化学变化减少了聚合物的摩尔质量，这会导致塑料变脆。在水解降解（水对聚合物分子的作用）的作用下，它分解成越来越小的碎片，直到它的分子量低到足以被微生物代谢。

与陆地土壤不同，海水中微生物量较少，而且海水温度也比较低，生物降解塑料在海水中不能像在陆地上一样降解，或者说很长时间内都无法在海水中被降解。因此，人们一直在致力于开发能够在海洋环境中易降解的新型材料。通常，人们通过以下方法来评估这些材料在海洋环境中的可降解能力：

按照上述标准，对海洋环境中塑料材料的降解率评估通常有两种方式：需氧量或二氧化碳释放量。由于前述原因，在海水环境中塑料材料的降解速度是较慢的，在较长24个月的试验周期内，其耗氧速率或二氧化碳释放速率均十分缓慢。

我司自研产品RTK CRM-18密闭呼吸计，正是专门针对密闭呼吸计相关测试标准的、多通道的材料生物降解性能测试设备。该设备广泛适用于以液态或固态培养基作为降解环境，采用**微量气体流量测定（GMC）**技术，可在密闭试验系统中直接测定需氧量，其测量精度可高达33 μL，尤其适合较缓慢的微量气体流量测定。

GB/T 40611-2021《塑料海水沙质沉积物界面非漂浮塑料材料较终需氧生物分解能力的测定通过测定密闭呼吸计内耗氧量的方法》

原理：依据GB/T 19276.1中规定的生化需氧量（BOD）测定方法确定。该试验系统在密闭容器中模拟下沉至海底的塑料的微生物降解行为，并采用测定微生物降解过程中消耗的氧气量与材料的理论需氧量之比得到材料的生物分解百分率。较长试验周期24个月。

RTK CRM-18密闭呼吸计，可为该方法标准提供符合要求的测试环境：

精确控温：带制冷，精度0.1℃。满足试验15~25℃，精度±2℃要求。

试验烧瓶：250 mL标准生物量瓶，并内置二氧化碳吸收装置。

试验通道数：18个通道。

设备可为试验烧瓶提供稳定的氧气用于需氧生物分解。

需氧量的测量：微量气体流量计（**），精度可达33 μL。

GB/T 40612-2021《塑料海水沙质沉积物界面非漂浮塑料材料较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》与GB/T 40367-2021《塑料暴露于海洋沉积物中非漂浮材料较终需氧生物分解能力的测定通过分析释放的二氧化碳的方法》均采用测定微生物降解过程中释放的二氧化碳量的方式，通过其与材料的二氧化碳理论释放量之比得到材料的生物分解百分率。我司也提供相关产品支持，欢迎咨询！

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