1、GB/T 19276.1-2003/180 14851 ,1999 前言本标准等同采用ISO14851，1999(水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸汁中需氧量的方法以英文版)。全国塑料制品标准化中心生物分解材料工作组在1999年2002年间进行了一系列实验室试验，在验证试验的基础上制订了本标准。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为资料性附录。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。本标准由武汉华丽环保科技有限公司、深圳市绿维科技有限公司负责起草，天津丹海股份有限公司、宁波天安生物材料有限公司、内蒙古蒙西高新技术集团有限
2、责任公司、国家塑料制品质量监督检验中心(北京)参加起草。本标准主要起草人z翁云宣、王世和、张先炳、陈学军、孔力、刘嘉藩、杨惠姊、陈家琪、叶新建、毛国玉、徐凤霞、.*1J彩霞。I GB/T 19276.1一2003/ISO14851 , 1999 事|随者塑料使用量的增加，回收和i处理已变成一个热点，但塑料要完全回收是困难的。另外，幽雅回收的塑料如海具、农业用覆盖物和水悟性的聚合物等.常常从封闭的垃坡处理循环系统中泄漏到环境中去。采用可生物分解材料是解决这类环撬问题的有效途径之一。被送至堆肥设备的产品或包装材料应尽口J青岛地唯物分解。所以测定这路材料可能的生物分解能力和获得在自然环境中它们生物分
3、解能力的指如就很重要c为了规范测定水性培养掖中材料最终需氧生物分解能力的方法咽特制定本标准警告蓝水、活性污泥、土壤及堆肥申可能含有潜在鼓病菌，因此宁处理时应采取适当的防护措施圄处理毒性试验化合物或性质未知的化合物肘须特别小心。E GB/T 19276.1-2003/ISO 14851 ,1999 水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量的方法1 范围本标准规定了在试验条件下将试验材料曝置于由活性污泥、堆肥或土壤配制成的水性培养液中，并通过测量密闭呼吸计内消耗的氧气量来测定材料包括含添加剂的塑料的需氧生物分解能力的方法。如果采用未经适当处理的活性污泥作为接种物时，本试
4、验仅模拟在自然含水环境中的生物分解过穰g如果使用混合的或预曝置的接种物时，本方法可用来测定试验材料潜在的生物分解性能。本标准采用的试验条件并不一定为产生最大生物分解性能的最佳条件，但本标准设计上是用来测定材料的潜在生物分解能力或表示自然环境中材料的生物分解性能。通过汁算碳平衡量可提高对生物分解性能评估的准确度(可选项，见附录E)。本方法适用于以下材料一一天然和(或)合成聚合物、共聚物或它们的混合物;含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的塑料材料;-水溶性聚合物.在试验条件下，不会对接种物内微生物产生抑制作用的材料，抑制作用可应用抑制控制或其他适当方法来测得。如果试验材料对接种物有抑制作用时.
5、可在较低的试验浓度下使用其他接种物或已预曝置的接种物。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)戎修订版均不运用于本标准.然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是台可使用这些文件的最新版本a凡是不注日期的引Jfj文件，其最新版本运jj于本标准。ISO 8245.1999 水质总有机碳noc)及溶解有机碳WOC)的测定指南ISO 9439 , 1999 水质水性培养液中有机化合物最大需氧生物分解能力的测定二氧化碳释放试验JSO 10634 , 1995 水质用于连续测定难溶于水的有机化合物在水介质中生物分解能
6、力培养液的配制与处理的指导原则JSO/TR 15462.1997 水质生物分解能力的选择性试验3 术语和定义于列本语1U定义1L11于本标准。3. 1 最终需氧生物分解ultimate aerobic biodegradation 在有氧条件下.有机化合物被橄生物分解为二氧化碳(CO人水(H, ()及其所含元素的矿化元机盐和新的生物质。3.2 活性污泥activated sludge 废水好气处理时，在溶解氧的存在下，由细菌和其他微生物繁殖而产生的生物质。GB/T 19276.1-2003/180 14851 ,1999 3. 3 3.4 活性污泥申的悬浮固体浓度concentration o
7、f suspended solids in an activated sludge 己知体积的活性污泥经过滤或离心后，于105C下干燥至恒重所得到的固体量。生化需氧量biochemical oxygen demand. BOD 在特定条件下，试验材料在水中由于需氧生物氧化作用所消耗的溶解氧的质量浓度，以每毫克或克试验材料吸收氧气的毫克数表示Cmg吸收氧气/mg或g试验材料)。3.5 理论需氧量theoretical oxygen demand. ThOD 将试验材料完全氧化所需氧气的理论最大值，可由分子式计算得到，以每毫克或克试验组分吸收氧气的毫克数表示(mg吸收氧气/mg或E试验组分)。3.
8、 6 总有机碳total organic carbon. TOC 悬浮或溶解在水中的有机物所含有的总碳量。3. 7 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40000 m S-2离心分离15min或孔径。2mO.45m 过滤膜过滤)而分离的有机碳。3. 8 迟滞阶段lag phase 从试验开始一直到微生物适应或选定了分解物，并且试验材料的生物分解程度已经增加至最大生物分解率10%时所需要的天数。3. 9 最大生物分解率maximum level of biodegradation 试验中，试验材料不再发生生物分解时的生物分解程
9、度，以百分率表示。3. 10 生物分解阶段biodegradation phase 从迟滞阶段结束至达到最大生物分解率的90%时所需的天数。3. 11 平稳阶段plateau phase 从生物分解阶段结束至试验结束时所需的天数。3. 12 预曝置pre-exposure 在试验材料的存在下对培养液进行的预培养，目的是通过适应和(或)选择微生物来增强培养液对试验材料的生物分解能力。3. 13 前处理pre-conditioning 在没有试验材料存在的情况下，对培养液预培养，目的是使微生物适应试验条件以提高试验效果。4 原理在水性系统中利用好气微生物来测定材料的生物分解率。试验混合物包含一种无
10、机暗养基、有机碳浓度介于100mg/L2 000 mg/L的试验材料(碳和能量的唯一来源).以及活性污泥或堆肥或活性土壤的悬浮液制成的培养液。此混合物在呼吸计内密封烧瓶中被搅拌培养一定时间，试验周期不能超9 GB/T 19276.1-2003/150 14851 ,1999 过6个月。在烧瓶的上方用适当的吸收器吸收释放出的二氧化碳，测量生化需氧量(BI)，例如，通过测量在呼吸计内烧瓶中维持一个恒定体积气体所需氧的体积或自动地或人工地测量体积或压强的变化(或两者兼测)，可使用附录C中的呼吸计，同时也可使用如ISO10708里描述的两相密封瓶(见附录0)。生物分解的水平通过生化需氧量(ROm和理论
11、需氧量(ThODl的比来求得，用百分率表示。在测定BOD过程中必须考虑可能发生的硝化作用的影响。由生物分解曲线的平稳阶段的测定值，确定试验材料最大生物分解率。此外，可选择性计算碳平衡量以对生物分解提供附加信息(见附录EJ。与ISO9408不同的是，ISO9408是使用各种不同的有机组分，而本标准特别地制订用于测定材料的生物分解能力。特殊要求影响到培养液、试验培养基的选择时可通过碳平衡量的计算来修正生物分解能力的评价。5 试验环境培养应在黑暗的或弱光的密闭空间中进行，该空间应没有仰制微生物繁殖的蒸汽.并保持恒温23C土1c ，或根据使用的培养液和被评估的环境选择其他合适的温度。注:使用堆肥培养液
12、时，适宜采用较高的温度。6 试剂使用分析纯级试剂。6. 1 蒸锢水或去离子水不含毒性物质(特别是铜)，溶解有机碳(OOC)含量2mg/L, 6.2 试验培养基根据试验目的不同可选用不同的试验培养基。例如:模拟自然环境时可使用标准的试验培养基，如果试验材料浓度较高时，可使用具有较高缓冲能力和培养基浓度的优化试验培养基。6. 2. 1 标准试验培养基6.2. 1. 1 溶液A溶解:KH2PO, (无水)K2 HPO, (元水)8. 5日;21. 75 g; Na2HPO, .2H20 33.4g; NH,Cl 0.5 g 于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000 rnL. 注:丘确配制时
13、，溶液的pH值应为7.4. 6. 2. 1. 2 溶液B溶解MgSO， 7H, () 22. 5 g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000 rnL。6. 2. 1. 3 溶液C溶解CaCl2 2H20 36.4 g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000 mL, 6.2.1.4 溶液D溶解FeCl; 6H20 O. 25 g于水(见6.)中，加水(见6目1)稀释至1000 mL. 为避免溶质析出，本溶液应在临用前配制，或在溶液中加入一滴浓HCl或滴浓度为0.4g/L的乙二胶四乙酸(EDTA)水溶液。6. 2. 1. 5 制备在培养瓶中依次加入水(见6.1) 500 rnL
14、、溶液A10 mL和溶液B、C、D各1mL，加水(见6.1)稀释3 GB/T 19276.1-2003/15014851: 1999 至1000 mL。6.2.2 优化试验培养基优化试验培养基经过高度缓冲并含较多元机营养物，在试验期间，即使试验材料总有机碳含量较高时，也应保持恒定的pH值。本培养基中含有磷(P)2400 r昭/L和氮(N)50mg/L，因此适合于含有有机碳浓度接近2000mg/L的试验材料。如果试验材料总有机碳含量更高或更低时，可增加或减少氮的含量，以维持碳氮比(C:N)为40: 1。6. 2. 2. 1 溶液A溶解:KH,P 4 (无水):-.J a, HP04 2Hz 37
15、.5g; 87.3 g; NH4CI 2.0 g; 于水(见6.1)中，加水(见6.)稀释至1000mL 6.2.2.2 溶液B溶解MgS04 7H, O 22. 5 g于水(见6.1 )中，加水(见6.1)稀择至1000mL 6.2.2.3 溶液C溶解(、矶、1， 2H, 36. 4 g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000 mL。6.2.2.4 溶液D溶解FeCL， 6H2 O. 25 g于水(见6.1)中，加水见6.1)稀释至1000 mL。6.2.2.5 溶液E(微量元素溶液，可选项)在10mL HCI溶液(25%, 7.7 mol/Ll中按以下顺序溶解2ZnCl. 70
16、mg; MnCl, .4H吟。100 mg; H ,BO, 6 mg; CoCl, 6H, O 190 mg; CuCI, .2H20 3口19; NiCl, 6H, O 240 mg; Na, Mo04 2H, O 36 mg; Na，W4 .2H,() 33 mg; Na2SeO, . 5H,O 26 mg; 加水(见6.1)稀释至1000 mL。6.2.2.6 溶液FC维生素溶液，可选项)在100时，水(见6.1)中浴解.4 维生素HCbiotine)烟眈胶(niacinamide) 对氨基苯甲酸目醋旨(户ar口ml曰TIlnO旧【ober凹r旧oa旺te泛酸句pantoht让the飞咀
17、巳Tll阳cacid) 盐酸口比哆酶(pyridoxalhydrochloride) 维生素B12(cyanocobalamine) 维生素B(folieacid) 维生素B，(nboflavin) DL硫辛酸(DL-thiocticacid) 二氯化硫胶(thiaminedichloride) O. 6口1日，2.0 mg; 2. 0 mg: 1. 0 mgi 10 mg; 5. 0 mg; 2.0 mg: 5. 0 mg; S. 0 mg; 1. 0 mg. GB/T 18276.1-2003/150 14851 ,1999 或使用在100mL水(兑6.1)中溶解酵母萃取物15mg的溶液。
18、使用薄膜过滤器(见7.4)过滤溶液并灭菌。注，溶液E和F为可选顶，如果所用足够浓度的培养液例如活性污泥、土壤或堆肥等时，可以不选用。建议准备1 mL的榕液冷藏备用。6.2.2.7 制备在培养瓶中先后加入水(见6.1) 800 mL、溶液A100 mL和溶液B、C、D各1mL(可选项，溶液E和F各lmL)中，然后加水(见6.1)稀释至1000 mL，测量其pH值。注正确配制时，溶液的pH值应为7.0工O.2。6.3 焦磷酸盐溶液溶解元水Na，P，2.66 g于水(见6.1)中，加水(见6.1)稀释至1000 mLo 6.4 二氧化碳吸收剂最好为碱石灰颗粒或其他适宜的吸收剂。7 仪器和设备所有玻璃
19、器皿必须清洗干净，尤其不能含有有机物或毒性物质。除需要实验室常用仪器外，还需要下列装置:7. 1 密闭呼吸计装有搅拌器和其他必需配备的试验容器(玻璃烧瓶)，并放置在恒温箱或者自动调温装置(如水浴)中，示例见附录巳注:能准确测定生化需氧量的任何呼吸计均可使用。若为自动连续测量及补氧装置，则可避免生物分解过程中缺氧或抑制微生物活性的情形发生。也可使用两相密闭瓶取代呼股计(见附录I刀。7.2 分析仪器例如测量总有机碳crOC)和溶解有机碳(DC)的仪器(符合ISO8245)。7.3 测量硝酸盐和亚硝酸盐浓度的分析仪器注建议先作定性试验确认是否有硝化反应发生。如果在试验培养基中发现有硝酸盐/亚硝酸盐时
20、，则需使用适当的方法如离子色谱法作定量试验。7.4 过滤器设备离心分离机或带有明显不吸收也不释放有机碳的过滤膜(0.45m孔径)的过滤装置。7.5 分析天平(常规实验室装置)7.6 pH计(常规实验室装置)8 程序8. 1 试验材料试验材料应己知质量且含有足量的碳，以使产生的生化需氧量(RO)能被使用的呼吸计检测到。由化学分子式或由元素分析测定理论需氧量(ThO)(见附录A)和总有机碳crOC)(SO 8245)。使用的试验材料浓度至少为100mg/L，相当于ThOD170 mg/L或TOC60 mg/L。只有当呼吸i具有足够灵敏度时才可使用较低的浓度。试验材料的最大浓度受供给呼吸计氧气量和l
21、所用的试验培养慕的限制。业i使用优化试验培养基(6.2.2)时，试骏材料浓度应使TOC不超过2000 mg/L.即碳氮比(C N) 约为40 1.直u需要测定更高浓度时.则增加试验培养基中的氮含量。沌l如要模拟自然环境中生物分解过程时，推荐使用标准培养基和浓度均100mg，L的以验材抖。注2，试验材料最好为粉末状.也可是膜、碎片、颗粒或成型制品试验材料的形状会影响真生物分解能力。如果用不同种类的材料作比较.最好采用相同的形状2如果试验材料为粉末或颗粒时.h.i_使用粒径分布窄的粒子.建议最大粒径为25011ITo同时.所使用试验仪器的尺寸大小也应以试验材料的形状而定c要保证不会由于试验条件(如
22、选用的搅拌的型式)而出现明显的机械偏差。试验材料的加t过程(例如混合物加I一成粉末)向不c GB/T 19276.1-2003/180 14851: 1999 会明显地影响材料的分解行为。可以选择性记录聚合物试验材料的氢(H)、氧(人氮(N)、磷(p)和硫(白的含量及试验材料的相对分子质量，如利用液相色谱法(参考ASTM0 3536，1991或任何其他适用的标准方法)来测定。试验材料最好不吉添加剂，如增塑剂。如果试验材料中确实吉布此类添加剂时，在评估聚合材料本身的生物分解能力时，也需要有关添加剂的生物分解能力的资料。有关处理难溶于水的化合物的详情，请参考难溶于水的试验材料的处理，见I50106
23、3408.2 参比材料使用苯胶和/或有明确定义的可生物分解聚合物(如微结晶纤维素粉末，无灰纤维素滤纸或聚卢泾基丁酸酶)作为正控制参比材料，总有机碳CTOC)含量、形状和尺寸都尽量和试验材料相同。可选用与试验材料相同形状的不可生物分解的聚合物(如聚乙烯)作为负控制参比材料。8.3 培养液的制备培养液来自于主要处理生活污水的污水处理厂内的活性污泥。活性污泥从活性的有氧环境中获得，可用于较广范围地域多种材料的测试。另外，土壤和(或)堆肥的悬浮液也能用作培养液，对于某些试验材料来说，真菌的活性对于生物分解很重要。当需要测定废弃处理系统内的生物分解能力时，应从该系统(环境)中收集培养液。可按8.3. 1
24、和8.3. 2制备培养液，或由它们的混合物制备。如果在使用前培养液的内生呼吸量过高时，可在使用前通过通风方式稳定培养液。恒定试验温度(见5)。注:测定所使用培养液的菌落种数(colony-formingunit. cfu)可能很有帮助，试验用混合物最好吉有106cfu/mLo 8. 3. 1 来源于污水处理厂的培养液从正常运行的污水处理厂或主要处理生活污水的实验工厂收集活性污泥样品，搅拌均匀，于需氧的环境下妥善保存样品，且最好在收集的当天(至少在72h内)使用。在使用前测定悬浮物的浓度(见I5011923)，必要时可通过沉淀方式来浓缩污泥，以便使加入到试样中的污泥体积最小。加入合适体积污泥使最
25、后混合物中悬浮固体浓度范围在30mg/L 1 000 mg/Lo 注1.当模拟自然环境中的生物分解过程或当进行碳平衡量测定时(见附录E)，建议培养液中悬浮物的浓度为30 mg/L。当固体物质会影响碳平衡置的测定时，建议按以下步骤制备培养液z取5mL活性污泥于搅拌器，中速(或适宜的高速)搅拌2min，使其均匀。静置至上层的液体中不吉大量的悬浮物(至少30min)。将足量的上层液体轻轻倒人测试容器中，以得到浓度(V/V)为1%5%的培养液。避免带入污泥桩子。注22培养液可以进行前处理。但是一般不使用经过预曝置的培养液，尤其在模拟自然环境中生物分解行为的标准试验时不应使用。依照试验目的，也可使用经过
26、预曝置的培养液，但在试验报告中应清楚地阐明(例如生物分解百分率=X%，使用了经过预曝置的培养液)并详细说明预曝置的方式。预曝置的培养液可通过在不同的条件下在实验室进行适宜的生物分解试验来获得(见ISO/TR15462)，也可从环境矗件相近的场所(例如被污染的场所或工业废弃物处理场)中收集得到。8.3.2 来源于土壤或堆胞的培养液将lOg未经灭菌的肥沃土壤或来自于处理有机废物的堆肥厂的堆肥，放入100mL试验培养基中或焦磷酸盐溶液(见6.3)(常用于土壤微生物)中。静置30min，用粗糙多孔的滤纸过滤悬浮液，将滤液倒人试验容器中，以得到菌种浓度(V/V)为1%5%的培养液，必要时可以增加培养液的
27、量，但这可能在建立碳平衡量时产生问题。使用堆肥可增加试验容器中真菌的数量，提高材料的生物分解能力。此时，应在试验报告中指明所用堆肥的状态(例如:熟肥，50oC热态堆肥)。如果需要较高浓度的培养液，可在试验培养基中加入较多量的土壤或堆肥，加水(见6.1)稀释至适当的培养浓度。8.4 试验步骤准备下列数量的烧瓶(试验瓶)a) 两个盛装试验材料的烧瓶(符号FT), b) 两个用于空白试验烧瓶(符号FB)，6 GB/T 19276.1-2003/180 14851 ,1999 c) 一个使用参比材料用于检测培养液活性的烧瓶(符号Fc);另外，如果需要的话:d) 个用于检查试验材料中可能出现的非生物分解
28、作用或非微生物变化作用如水解的烧瓶(符号F、)。在F，中的试验溶液应先经过灭菌，例如高压灭菌(用高压消毒锅)或加人种适宜的毒性无机化合物来抑制微生物的活性，例如用浓度为10g/L的HgCl2溶液，用量为5mL/L。如果必要时，在试验过程中加人等量的毒性物质;e) 一个装有与试验材料相同状态的非生物可分解聚合物(如PE)用于负控制的烧瓶(符号F););o 一个用于检查试验材料对微生物活性可能存在的抑制作用的烧瓶(符号F1) ，应注意试验材料和参比材料中的碳与培养基中氮的比率CCN)至少为40 1，必要时可增加氮的量。按表1中所列内容，往试验瓶中加人适量的培养液(见8.3)。测量瓶内的pH值，将其
29、调至pH=70将二氧化碳吸收剂加入到呼吸计(见附录。的呼吸器中。按表1所示，往相应的实验瓶中分别加入试验材料(见8.1)、参比材料和负控制材料(见8.2)。如果要测定碳平衡量(见附录E)，可在培养期开始和结束时分别从每个烧瓶或从单独设置的烧瓶中取出足量已知体积的培养液用于测定溶解有机碳(DOC)和生物质。当调整最终体积或计算试验结果时要考虑到移出的体积。把烧瓶放在恒定温度的环境中，旦使所有的容器达到试验温度，连接密封试验瓶，把它们放入呼吸计中，开动搅拌器。记录仪表上必要的读数(如手动情况下)，并检查耗氧记录仪是否运行正常(自动呼吸计)。也可使用附录D所述的两相密闭瓶。表1试验材料和参比材料的最
30、后分配表试验瓶试验材料参比材料培养液FT试验瓶J一十FT试验瓶十+ F，空白瓶+ F，空白瓶+ Fc培养液检测瓶十+ F，非生物分解检测瓶(可选项)+ F，椰制控制瓶(可选项)+ T + F，负控制瓶(可选项十十当生化需氧量(BOD)达到稳定阶段后并预计没有更进一步的生物分解时，结束试验。最大试验周期为6个月。在进行长期试验时应特别注意试验系统，如试验容器与连接处的密封性等。在试验结束时，立即测定烧瓶FT中(见注)硝酸盐和亚硝酸盐的浓度，或者取适当样品保存待测。用这些值去修正由于硝化作用所产生的生物分解程度的偏差(见附录助。注烯丙基硫腮(甲醒)(allythiourea)只有在短时间的培养液培
31、养过程中.可抑制硝化作用，因为它是生物分解的。因此不推荐添加烯丙基硫腺来预防硝化作用。经验表明，当不使用抑制剂时，如培养液浓度(V/V)较低约I%J情况下，即使在长期培养期间，也不会发生硝化作用。9 计算与结果的表达9. 1 计算使用适当的呼吸计，依照仪器指示的使用方法读取每个烧瓶氧气的消耗量。按式()计算单位试验材料的生化需氧量(BOD.)7 GB/T 19276.1-2003/ISO 14851: 1999 可3口阳)DBOD-=一一-一一一一-0.PTc ) l ( 式中zBOD，一一单位试验材料的BOD值，以每克试验材料的毫克数表示，单位为毫克/克(mg/g), BOD，一一在时间t时
32、包含试验材料的烧瓶冉的BOD值，单位为毫克/升(mg/Ll, BODB，一一在时间t时空白FB的BOD值，单位为毫克/升(mg/Ll, P 烧瓶FT的反应混合物中试验材料的浓度，单位为毫克/升(mg/L)。按式(2)计算生物分解百分率队，回D=一一:.:.x 100 ( 2 ) iOD 以相同方式计算参比材料烧瓶儿的BOD值和生物分解百分率，再计算非生物分解校正值烧瓶Fs、抑制控制烧瓶F，和负控制烧瓶F，的BOD值和生物分解百分率。注，ThOD的求法见附录A.如果硝酸盐或亚硝酸盐测得的浓度较大时，应考虑因为硝化作用引起的氧气消耗量(见附录盼。如要计算碳平衡量，则使用附录E给出的资料。9.2 结
33、果的表达与解释将每个烧瓶各个测定周期的BOD值和生物分解百分率编辑成表。对每个容器，以时间为横坐标对BOD与生物分解百分率作图。如果各个测量值的偏差不超过20%，则采用平均值，否则，作出每个堆肥容器的生物分解曲线。生物分解率的最大值出生物分解曲线平稳阶段的平均值或最高值求得例如:当曲线开始下降时或在平稳阶段缓慢增加时，来表征试验材料的生物分解程度)。如果已测定碳平衡量，这-测定结果则表示了总的生物分解程度。试验材料的吸湿性和形状可能会对试验结果产生影响，因此试验尽可能选用化学结构类似的材料来进行比较。当试验结果显示较低生物分解率时，试验材料的毒性资料可能有助于结果的解释。10 结果的有效性只有
34、试验符合下列事项，才可认为有效z(1) 试验结束时，参比材料的生物分解百分率60%，(2) 在试验结束时每只堆肥容器的生物分解百分率之间的相对偏差不超过20%, (3) 在试验结束时空白烧瓶FB的BOD不超过依据经验值的上限(这个值依赖于接种物的数量.例如，干固体30mg/L，实验室阅试验(interlablatorytest)结果显示BOD约在60mg/U , 如果抑制检测瓶F:(如选用时)的生物分解百分率25%，并没有观察到试验材料有明显的生物分解状况，可以认为试验材料具有抑制性.如果非生物分解检查瓶Fs(如选用时)的BOD值较大时(大约10%)，可能已发生非生物分解过程;负控制瓶FN(如
35、选用时).应测试不到明显的BOD值;如果不能满足以上条件，则使用另一预先调节或已曝置的培养液来重复本试验。门试验报告试验报告应至少包括以下内容-a) 依据标准，b) 能说明此项试验和参比材料的所有资料，包括它们的有机碳(TOC)含量、理论需氧量(ThODl、化学组成、化学式(如果已知)、形状、状态、数量及浓度g8 GB/T 19276.1-2003/ISO 14851 ,1999 c) 主要试验参数，包括试验体积、所用培养基、培养温度及最终的pH值gd) 所用培养液的来源及用量，包括预曝置的细节及所用堆肥的状态:的所使用的分析技术，包括呼吸计、TOC、硝酸盐/亚硝酸盐的测定;) 试验材料和参比
36、材料获得的所有试验结果(列表和图示)，包括测得的BD值、生物分解百分率及这些参数相对于时间参数的各自曲线和硝酸盐/亚硝酸盐浓度，民)迟滞阶段、生物分解阶段所用时间、达到最大生物分解百分率所用时间以及整个试验所用时间。如有可选琐的试验时，应增列F列内容:h) 非生物分解检查瓶儿、抑制控制瓶F，及负控制瓶F的测试结果:) 碳平衡量的测定结果，例如包括:1) 以BOD为基准的生物分解率，估算试验材料中碳氧化成二氧化碳的量52) 在培养阶段由于水溶性物质而使培养液增加的DOC的量:) 试验过程中生物质内有机碳的增加量;1) 试验结来时，残余聚合物中的碳含量，5) 测得的总碳量，用相对于试验材料的含碳量
37、的百分率来表示。J ) 经过培养的试验混合物中的菌落种数Ccfu/mL); k) 任何其他相关数据(如:样品的初始相对分子质量.残余聚合物的相对分子质量)。GB/T 19276.1一2003/ISO14851 ,1999 A.1 ThOD的计算附录A(资料性附录)理论需氧量(ThOD)相对分子质量为M，的化合物CcHhClNnSsPpNanaOo如果已知它的化学组成或者可以经过元素分析测得时，可用下式计算ThOD，16(2c十o.5(h - cl -3刑十35+ 2.5卢+O. 5m - 0) ThOD二.( A. 1 ) M 此计算假设碳转化成二氧化碳，氢转化成水，磷转化成五氧化二磷，硫转化
38、成正六价氧化状态，卤素以卤化氢形式脱除。氮磷硫的氧化物必须经过分析确认，此计算还假设氮成为硝酸盐、亚硝酸盐，对于硝化作用的影响见附录B，A.2 示曹IJ，聚(严援基丁酸醋)(PHB) 综合化学式，C，H602 , C=4 , H=6 ，0=2，相对分子质量M，=86Th OD =旦旦兰生士生互兰旦二2)86 ThOD二1.674 4 mg/mg PHB二1674.4 mg/g PHB A.3 示例z聚乙烯/淀粉/芮三醇的混合物细分含量组分化学式ThOD/(mg/g) 质量分数/%聚乙烯(C2H4)n 3400 50 淀粉(C6 H100:;)n 1 190 40 丙醇Cg H8 03 1 20
39、0 10 总计100 10 .( A.2 ) ThOD/(mgl瓶)mg/瓶500 1 700 400 476 100 120 1 000 2 296 GB/T 19276.1-2003/180 14851 ,1999 附录B(资料性附录)因硝化作用引起的BOD值的修正B. 1 硝化作用的影响BOD值受硝化作用的影响，在计算含有氮的试验材料内碳氧化的生物分解率时，为避免重大误差，它们必须被修正。如果试验材料不含氮时，通常情况下，误差是可以忽略的。镀盐和含氮试验化合物在生物分解过程中被氧化成亚硝酸盐或硝酸盐，由于反应是连续的(由不同的菌种引起的)，亚硝酸盐的浓度会增加或减小，在后面的例子中产生1
40、当量浓度的亚硝酸盐，化学反应如下2NH,CI+302 2HN02十2HCI+2H20(且1) 2HN02十O2二2HNO，.( B.2 ) 合并:2NH，(丁1+ 402 2HN03 十2日CI一十2H20 . ( 臼.3 ) 从上述式中可以看出:2 mol (28日)氨态氮(N凡CI与元机培养基混合物)氧化成亚硝酸盐，需要3mol (96剧的氧(BODN(, )，即氮需氧量系数为3.43(96/2的。2 mol(28 g)氨态氮(NH，CI与元机培养基混合物)氧化成硝酸盐，需要4mol028 g)的氧(BD川:1) ，即氮需氧量系数为4.57(128/28)。硝化作用的量可由在试验结束时测量
41、在FT瓶中培养液内硝酸盐及亚硝酸盐的浓度求得。建议先作定性试验，确认是否发生任何硝化作用，若发现有任何硝酸盐及亚硝酸盐的存在时，则需进行定量试验。试验结束时，由氮氧化所产生的BOD部分即BD按式(B.4)计算，单位为mg/L。政JDN二(PNO，X 4. 57)十(p阳，X3.43).( B.4 ) 式中zPN03 试验结束时FT瓶中硝酸盐氮的浓度，单位为毫克/升(mg/U;PN02 试验结束时FT瓶中亚硝酸盐氮的浓度，单位为毫克/升(mg/U;4.57 形成硝酸盐的需氧系数;3. 43 形成亚硝酸盐的需氧系数。试验结束时，由碳氧化所产生的BOD部分，即BDc，按式(B.5)计算，单位为毫克/
42、升(mg/U。政)Dc二团JD皮)DN- BODB, 式中zBODG 试验结束时在FT瓶所测得的BOD，单位为毫克/升(mg/U;BODB, 试验结束时在FB瓶所测得的BD，单位为毫克/升(mg/U。这里，BODc相当于B矶，用于BODs和D，的计算。B.2 示例FT瓶内试验材料对氨基苯甲酸2乙基己基醋浓度为100mg/L, ThOD 在试验结束时测得BOD，所测得空白试验BOD怡239 mg/L 199 mg/L 8 mg/L .( B.5 ) 11 GB/T 19276. 1-2003月SO14851 ,1999 12 未因硝化作用作修正的D，在试验结束时的硝酸盐15mg/L 在试验结束时
43、的亚硝酸盐1mg/L 在试验结束时的BODNBODc 修正硝化作用后的D，80% p,) 3.5 mg/L PN(), O. 3 mg/L 17 mg/L J 74 mg/L 73% GB/T 19276.1-2003/ISO 14851 ,1999 附录C(资料性附录)气压式密闭呼吸计原理在温控环境(如水浴)下呼吸计放置如图C.l所示，包括有磁性搅拌棒的测试烧瓶和放置于顶部的吸收二氧化碳的容器，一个氧发生器，一个压力计，电磁搅拌器和一套内部监控设备和记录器(打印机、绘图仪或电脑)。试验烧瓶放置三分之一容器的试验混合物，连续搅拌确保氧在气相和液相中保持平衡，如果生物分解发生，微生物消耗氧气产生
44、二氧化碳，二氧化碳被吸收器吸收，容器内的总压下降可由压力下降测得，并据此来应用电解补充氧气。当压力重新建立时，电解就停止，且所使用电量是正比于氧气消耗量，持续地测量，并在记录器上指示氧气消耗量。2 3 1 4 5 7 l 二氧化碳吸收器$2 压强计;3 打印机、绘图仪或电脑s4 氧气发生器$5 恒温(水浴); 6 监测器p7 测试瓶$8 电磁搅拌器。固C.1 气压式呼吸计示意图13 GB/T 19276.1-2003/180 14851 ,1999 附录D(资料性附录)呼吸计试验的两相式密闭瓶D. 1 原理当没有呼吸计可用时，可选择使用本设备。培养液、试验材料以及参比材料在密闭瓶内于20C 2
45、5C温度范围内摇动或搅拌，在此瓶中装有已知体积的水溶性培养基和空气，以确保氧在液相和气相中的平衡。生物分解能力用常规方法测定液相中的溶解氧的浓度而求得。在试验容器内的总耗氧量可由烧瓶和空白瓶内溶解氧浓度的差值除以正常状况下氧饱和值，再乘以最初存在于液相和气相内的总氧含量计算得到。生物分解程度可由总耗氧量除以理论需氧量(Th)计算而得，以百分率表示。D.2 专用设备D. 2. 1 密闭容器使用密封气瓶，例如容积200mL300 mL可遮光的细口瓶(深色瓶).并附带合适的案子(如磨口塞、丁基橡胶塞、螺丝塞).建议用瓶塞钳夹住塞子，用防水材料给每个瓶子做上标记。如不使用带有搅拌器的氧电极，就用包有聚
46、四氟乙烯搅拌子的磁性搅拌器，可使用标准体积的烧瓶，但该批瓶子的体积与其平均容积的标准偏差在1mL以下，或者也可以测定每一个编了号的瓶子的体积，精确到1m!_用惰性硅氧润滑脂小心涂抹瓶塞以确保密闭且容易取下。D. 2. 2 氧电极该氧电极最好安装搅拌器，测量范围为O10 mg/L，精确到1% ，在1.5 rnin内达到稳定状态。培养瓶的磨砂口加接上固定电极的防漏塞子，测量在循环支路管内的氧气浓度。D. 2. 3 磁性搅拌棒或者搅拌装量D.3 步骤按第8节所述的步骤装备好每一个瓶子.FT、F挝、Fc瓶各有三个，若搅拌比摇动的效果好时，则在每一瓶子中放置一搅拌子，准备足够量的试验材料，最好是使用标准
47、试验培养基来进行完整的试验。为确保提供充分营养物，在A液中的NH4Cl量增加至I.S日/I_，按照本文8.3.培养液最好使用悬浮固体浓度为30mg/L的活性污泥，混合均匀后，添加混合物于至瓶子容积的2/3(例如300mL的瓶子加到200 mL).放置瓶子于振荡装置或搅拌它们，且在20C25C下培养7d.在此期间，细雨将使用它们的保留物质且培养液将越来越稳定。然后借助水饱和压缩空气，往瓶子中通气15min.测量最初氧浓度，按照8.1和8.2将试验材料和参比材料放入瓶子，试验材料的是大浓度应相巧于150mg/L的ThOD.或相当于90mg/L TOC.塞紧所有瓶子的瓶塞，并继续试验。经过7d(或者
48、更短的时间)的培养后，测定每个瓶子中溶解氧的浓度。在测定过程中，将瓶子维持在培养时的温度，并维持在一恒定值(士O.5 C)。按照仪器使用要求，准确校正氧电极。测定氧的时候，依次取出每个瓶子，并用手剧烈晃动30s往瓶子放入搅拌子，但不搅动;拔掉塞子，迅速将氧电极插进瓶子，使氧电极的塞子紧密接触瓶子，电极尖端刚好位于液面下，以一定的速度启动搅拌器.不要形成旋涡。用相同的速度进行一系列的测试，校准电极，稳定时记录氧值，应在2min内达到稳定，只有在氧气浓度大于1.5 mg/L时才可用来计算测定结果。另外，其他用来测量在液相中溶解氧浓度的方法也可采用，例如将氧电极定位放置于密闭循环测流管中。测量每个瓶
49、子的pH值，并记录。如果pH值低于6.则用。.1 mol/LO. 5 mol/L的氢氧化纳调整至7.5 ，如果pH值高于8.O.则用O.1 mol/LO. 5 mol/L的盐酸荒草液调整至7.5。最后以空气为扩散GB/T 19276. 1-2003/180 14851 : 1999 器，对每一瓶子中的培养基通气15min，并依照上述方法再测量氧气浓度。再次塞紧瓶塞，继续培养。在试验结束时通过汁算硝化作用(见附录B)来校正所测得的BOD值。D.4 结果计算按式(0.1)汁算每个瓶子中液相所测到相对的耗氧量队，式中zU 生L二三-r C. . ( D. 1 ) CB, 接种培养后t时间，空白烧瓶内溶解氧浓度平均值，单位为毫克/升(mg/L); C, 接种培养后
