近年來(lái)，隨(suí)著(zhuó)電(diàn)商(shāng)，快遞，外賣等新業態的發展，塑料購物袋(dài)的消耗(hào)量呈快(kuài)速上升趨勢(shì)，由此(cǐ)對環境(jìng)造成的汙染愈演愈烈。自《生物降(jiàng)解塑料(liào)購物(wù)袋(dài)》國家(jiā)標準(zhǔn)（GB/T 38082-2019）實(shí)施五(wǔ)年(nián)多以(yǐ)來，配合(hé)國(guó)家“限塑令"政策，我(wǒ)國每年減(jiǎn)少(shǎo)傳統(tǒng)塑(sù)料袋約200億(yì)隻，相(xiāng)當(dāng)於(yú)節約石(shí)油(yóu)資(zī)源120萬噸(dūn)，減少二(èr)氧化碳(tàn)排放84萬噸。
生(shēng)物(wù)降解塑料是指(zhǐ)在自然界中(zhōng)如土壤和(hé)/或(huò)沙土等(děng)條(tiáo)件下(xià)，和(hé)/或特(tè)定條(tiáo)件如堆肥化(huà)條件下或(huò)厭(yàn)氧(yǎng)消化條(tiáo)件(jiàn)下(xià)或(huò)水性培養基中(zhōng)，由(yóu)自(zì)然(rán)界存(cún)在(zài)的(dí)微(wēi)生物(wù)作(zuò)用(yòng)引起(qǐ)降解，並最(zuì)終降解變(biàn)成二(èr)氧化碳(tàn)(CO2)或/和(hé)甲(jiǎ)烷(wán)(CH4)，水(H2O)及(jí)其所含(hán)元素的礦(kuàng)化(huà)無機鹽以及新(xīn)的生物質的一(yī)種(zhǒng)塑(sù)料。可生物(wù)降(jiàng)解(jiě)塑(sù)料(liào)的(dí)降解機(jī)理見(jiàn)圖1。推(tuī)進生物降(jiàng)解(jiě)塑(sù)料代(dài)替一次(cì)性不(bù)可(kě)生(shēng)物降(jiàng)解塑料(liào)可在一定程(chéng)度(dù)上(shàng)解決塑(sù)料(liào)汙染問(wèn)題。
圖(tú)1 可(kě)生(shēng)物(wù)降解塑料的降解(jiě)機理(lǐ)
目(mù)前市(shì)麵上(shàng)主要(yào)的膜(mó)袋類生物(wù)降(jiàng)解塑(sù)料製品成(chéng)分(fēn)多為(wéi)聚(jù)對苯(běn)二(èr)甲酸己二(èr)酸丁二(èr)醇酯（PBAT），聚乳酸（PLA），澱(diàn)粉(ST)的兩(liǎng)種或兩(liǎng)種(zhǒng)以(yǐ)上，以(yǐ)及(jí)無機填料（TALC) 或碳酸鈣(gài)（CaCO3)製成。在我國(guó)政(zhèng)府(fǔ)的推動下，中國降(jiàng)解(jiě)塑料技術(shù)取得了(liǎo)顯著(zhù)進步(bù)，PLA，PBAT，PHA等生(shēng)物降(jiàng)解材料的技術水平不斷(duàn)提高(gāo)，生(shēng)產成本逐(zhú)漸(jiàn)降(jiàng)低(dī)，為(wéi)生物降(jiàng)解塑(sù)料購物(wù)袋的廣泛應用提(tí)供了技(jì)術保障。
表(biǎo)1 GB/T19277.1兩個版本(běn)技(jì)術(shù)對比(bǐ)
這兩次修訂(dìng)均等同(tóng)采(cǎi)用ISO14855-1，主要是(shì)ISO 14855-1 第二(èr)版取代(dài)了第一版（ISO 14855-1:2005）。第(dì)二版對(duì)第一版(bǎn)進(jìn)行了微(wēi)小修訂，主要旨(zhǐ)在(zài)澄清第8.1款(kuǎn)第四段的(dí)措辭。
本(běn)文(wén)基(jī)於堆(duī)肥(féi)法測(cè)試原理，對(duì)全(quán)生物降解塑(sù)料購物袋（材質：PBAT+PLA+ST）進(jìn)行生物分(fēn)解率(shuài)的(dí)測試和達標分析。
對接(jiē)種(zhǒng)物(wù)，參比材料，試驗(yàn)材(cái)料(liào)分別進行總幹(gān)固(gù)體(tǐ)，揮(huī)發性固(gù)體，總(zǒng)有機碳和PH測試(shì)。使用堆(duī)肥土前去(qù)除較大的惰(duò)性(xìng)物(wù)質(zhì)後，用(yòng)0.5 cm篩(shāi)子篩選，把試驗材料(liào)（塑(sù)料袋(dài)）剪碎，最大表麵積(jī)不(bù)超過2cm*2cm。處(chǔ)理(lǐ)好的(dí)樣品見(jiàn)圖2。
圖2 預處(chǔ)理後(hòu)的(dí)參比材料，試驗(yàn)材料(liào)和(hé)接種(zhǒng)物
參考GB/T19277.1-2025和(hé)GB/T 38082-2019標(biāo)準的要求，樣(yàng)品預(yù)處理(lǐ)和(hé)指標見表2，樣(yàng)品測試結(jié)果(guǒ)見表3。
表(biǎo)2 樣(yàng)品(pǐn)外觀和(hé)指標
表3 樣(yàng)品測試(shì)結(jié)果(guǒ)
2.2.2 受控(kòng)工(gōng)業堆(duī)肥(féi)試(shì)驗(yàn)
基於(yú)標準GB/T19277.1-2025，在(zài)好(hǎo)氧工業堆(duī)肥(féi)條件(jiàn)下進行(háng)生(shēng)物降(jiàng)解性(xìng)能(néng)測(cè)試(shì)。試驗溫度為(wéi)58℃±2℃，接種物(wù)的水分(fēn)含量控製在50%~55%，試樣(yàng)材料(liào)（或(huò)參(cān)比材料）和接(jiē)種物(wù)以1:6的幹重比例(lì)充(chōng)分(fēn)攪拌混合，裝入到(dào)反應(yīng)釜中，試驗過程需保(bǎo)持充分(fēn)曝氣(qì)，氧(yǎng)氣(qì)濃度(dù)不低(dī)於6%，定(dìng)期(qī)攪(jiǎo)拌(bàn)。空(kōng)白試驗(yàn)，參(cān)比(bǐ)試驗和樣(yàng)品試驗需各測試3個平(píng)行樣(yàng)，取均值。常規(guī)45天(tiān)~6個(gè)月的試驗(yàn)周期(qī)內，采用連續紅外(wài)二(èr)氧(yǎng)化碳(tàn)傳(chuán)感器(qì)來定(dìng)量(liáng)測(cè)試(shì)每個堆(duī)肥容(róng)器排放的(dí)二(èr)氧(yǎng)化(huà)碳含(hán)量，試(shì)驗扣除空白(bái)後(hòu)二(èr)氧化碳累計釋放量與二氧化碳(tàn)理(lǐ)論(lùn)釋(shì)放(fàng)量的比(bǐ)值，為生(shēng)物(wù)分解(jiě)率。
本(běn)次(cì)測(cè)試的(dí)試驗(yàn)材料在(zài)試(shì)驗128天生(shēng)物(wù)分(fēn)解率曲(qū)綫(xiàn)達(dá)到相對平穩(wěn)狀(zhuàng)態(tài)，終(zhōng)止測試。根(gēn)據GB/T38082-2019的(dí)要求，混(hùn)合物(wù)的(dí)相(xiāng)對(duì)生物(wù)分解率(shuài)應≥90%。相(xiāng)對(duì)生物分解率(shuài)為樣品生物分解率與(yǔ)參(cān)比(bǐ)生物(wù)分(fēn)解(jiě)率之(zhī)比(bǐ)。本(běn)次(cì)試驗(yàn)參比材(cái)料的(dí)生(shēng)物(wù)分(fēn)解(jiě)率為(wéi)89.34%，試驗(yàn)材(cái)料(liào)的生(shēng)物分解率為(wéi)81.27%，相對生物(wù)分(fēn)解(jiě)率為90.97%，滿足標準(zhǔn)的生(shēng)物分解(jiě)率的指標要(yào)求(qiú)。試(shì)驗(yàn)周期的(dí)試(shì)驗(yàn)材料和(hé)參(cān)比材(cái)料的(dí)二(èr)氧化(huà)碳釋(shì)放(fàng)量(liáng)見圖(tú)3，生(shēng)物分解(jiě)率見圖(tú)4。
圖(tú)3 試(shì)驗材(cái)料及參(cān)比(bǐ)材料二氧化碳釋放量(liáng)
圖4 試(shì)驗材料(liào)及(jí)參(cān)比(bǐ)材(cái)料生(shēng)物分(fēn)解(jiě)率
在堆肥法試(shì)驗(yàn)早(zǎo)期需要(yào)重點留(liú)意3個(gè)指標：
（1）45d後參比(bǐ)材料分解率超70%；
（2）試(shì)驗期(qī)間(jiān)，每(měi)個(gè)堆(duī)肥容器(qì)的(dí)生物(wù)降(jiàng)解(jiě)率相(xiāng)對偏(piān)差不超(chāo)過20%；
（3）培養10d內，空(kōng)白容器(qì)每(měi)克(kè)揮(huī)發性固體（均值）接種物產(chǎn)生(shēng)的CO250mg~150mg。隻有試(shì)驗符合指(zhǐ)標，才(cái)可認可(kě)有效(xiào)。
試(shì)驗(yàn)周期相(xiāng)對較長，溫(wēn)度保(bǎo)持在(zài)58℃，接種(zhǒng)物(wù)容(róng)易(yì)失水產生(shēng)板結，需要定(dìng)期補充蒸(zhēng)餾(liù)水和定(dìng)期(qī)攪拌來確(què)保接(jiē)種物和(hé)材料混合(hé)物處(chǔ)於(yú)水分含量約(yuē)50%的濕(shī)潤狀(zhuàng)態(tài)，有利於微生物(wù)保(bǎo)持有效的活(huó)性。
雖(suī)然目(mù)前降解(jiě)檢測(cè)市(shì)場推(tuī)出(chū)較(jiào)多(duō)快速(sù)檢測技術(shù)，利(lì)用(yòng)材(cái)料表征手(shǒu)段（如FTIR，DSC等）進行(háng)快(kuài)速度(dù)成(chéng)分(fēn)分(fēn)析。但單(dān)一的表征手(shǒu)段(duàn)無法正確(què)識別(bié)混(hùn)合(hé)材料(liào)/製品成(chéng)分組成(chéng)，也(yě)無(wú)法確(què)定生(shēng)物分解率是(shì)否(fǒu)達標。采(cǎi)用(yòng)堆肥(féi)法(fǎ)測(cè)試單一(yī)材質(zhì)或(huò)混合材(cái)質的可生物降解製品仍然是現階(jiē)段的(dí)方(fāng)法(fǎ)之(zhī)一。
堆(duī)肥法的定(dìng)量方式有滴(dī)定法(fǎ)，重(zhòng)量(liáng)法(fǎ)，氣相(xiāng)色(sè)譜(pǔ)法，連(lián)續紅(hóng)外分析(xī)儀等方式，為了(liǎo)解(jiě)決測試(shì)時(shí)間長(cháng)，費用高，人工值守等難(nán)題(tí)，建議采用(yòng)連(lián)續紅外(wài)二氧化碳傳(chuán)感(gǎn)器定量測(cè)試(shì)的(dí)智(zhì)能化(huà)設備來(lái)完成可(kě)生(shēng)物降(jiàng)解材料(liào)/製(zhì)品(pǐn)的(dí)降解(jiě)性(xìng)能測試。可實現全(quán)過程(chéng)智(zhì)能(néng)監控，自動溫度(dù)控製(zhì)，定期攪拌，充分曝(pù)氣，自(zì)動判斷數(shù)據(jù)有(yǒu)效(xiào)性(xìng)，試驗(yàn)期(qī)間(jiān)每個(gè)堆(duī)肥容器(qì)的每(měi)日(rì)的二氧化碳(tàn)生成(chéng)量和(hé)降(jiàng)解(jiě)率數據，釋放(fàng)的二氧(yǎng)化碳(tàn)曲綫(xiàn)圖(tú)和(hé)生物(wù)分解率曲綫圖(tú)均可直接導出用(yòng)於最(zuì)終報(bào)告。有助(zhù)於(yú)可(kě)堆(duī)肥(féi)降(jiàng)解(jiě)檢測項目質(zhì)效提(tí)升(shēng)。