GB/T 33616-2017 纺织品 非织造布可生物降解性能的评价 二氧化碳释放测定法

　　ICS 59 . 080 . 30 w 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33616—2017

　　纺织品 非织造布可生物降解

　　性能的评价 二氧化碳释放测定法

　　Textiles—Evaluationforbiodegradabilityofnonwovens—

　　Methodbyanalysisofevolvedcarbondioxide

　　2017-05-12 发布 2017-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33616—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国纺织工业联合会提出。

　　本标准由全国纺织品标准化技术委员会(SAC/TC 209)归口 。

　　本标准起草单位：广州纤维产品检测研究院、中国产业用纺织品行业协会。

　　本标准主要起草人：朱锐钿、李桂梅、冯泽强、张传雄、廖帼英、赵瑾瑜、黄丽仪。

　　GB/T 33616—20 17

　　纺织品 非织造布可生物降解

　　性能的评价 二氧化碳释放测定法

　　1 范围

　　本标准规定了通过测定释放的二氧化碳的方法，进行非织造布的可生物降解性能的测试及评价。本标准适用于非织造布。 纤维、纱线、其他类型纺织品及其制品等可参照执行。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 6529 纺织品 调湿和试验用标准大气

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 19276 . 2—2003 水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定释放的二氧化碳的方法

　　3 原理

　　试样置于土壤菌悬液中经微生物作用下降解，一定时间后，测试试样的累计无机碳释放量占原样总有机碳含量的百分比，以此判断试样的可生物降解性能。

　　4 试剂及仪器

　　4 . 1 培养基及试剂

　　4 . 1 . 1 -般规定

　　本标准所用试剂和水，除微生物学试剂应满足微生物学要求外，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和 GB/T 6682 中规定的三级水。

　　4. 1 .2 LB(Luria-Bertani)液体培养基

　　胰蛋白陈 8.4 g, 酵母浸粉 4.2 g,氯化钠 8.4 g,加三级水最终定容至 1 000 mL, 于 121 ℃、103.4 kPa高压下灭菌 20 min后备用，灭菌后 pH 值为 7 . 0±0 . 1 。

　　灭菌后的 LB液体培养基经验证合格后应在 5 ℃ ~10 ℃下保存。 保存期不超过 30 天 。

　　4. 1 .3 盐酸(Hcl)溶液

　　浓度为 0.05 mol/L。量取 1 mol/L(36.5 g/L) 的盐酸溶液 50 mL,加三级水定容至 1 000 mL。

　　4. 1 .4 氢氧化钠(NaoH)溶液

　　浓度为 0.05 mol/L。称取 NaOH 2.0 g,加三级水定容至 1 000 mL。

　　GB/T 33616—20 17

　　4 . 1 . 5 氢氧化钡[Ba(OH)2]溶液

　　浓度为 0.012 5 mol/L。称取 Ba(OH)2 ·8H2 O 4.0 g, 加三级水定容至 1 000 mL。

　　4 . 2 仪器及装置

　　4 . 2 . 1 电子天平，分度值为 0 . 01 g。

　　4 . 2 . 2 电子天平，分度值为 0 . 1 mg。

　　4 . 2 . 3 恒温培养箱，温控精度为 ±1 ℃ 。

　　4 . 2 . 4 恒温烘箱，温控精度为 ±2 ℃ 。

　　4 . 2 . 5 高压蒸汽灭菌锅，温控精度为 ±1 ℃ 。

　　4 . 2 . 6 恒温振荡器，温控精度为 ±1 ℃ 。

　　4 . 2 . 7 鼓风泵，可控流量范围大于 150 mL/ min。

　　4 . 2 . 8 无菌操作台。

　　4 . 2 . 9 总有机碳分析仪，至少能达到 900 ℃使试样燃烧，并可收集并测定试样燃烧产生的 CO 2 的量。

　　4 . 2 . 10 筛网，10 目 。

　　4 . 3 器皿

　　4.3. 1 量筒，100 mL。

　　4.3.2 锥形瓶，容量为 500 mL。

　　4.3.3 刻度移液器，量程为 100 μL~1 000 μL。

　　4.3.4 刻度移液器，量程为 1.0 mL~10.0 mL。

　　4 . 3 . 5 烧杯 。

　　5 试样的制备及调湿

　　5 . 1 试验用土壤

　　根据委托测试方要求取肥沃土壤样品，在取样地点用小铲子除去表土，取距地面 10 cm~15 cm 深处的疏松土壤，去除明显的植物材料、石头和其他惰性材料，用筛网(4 . 2 . 10) 过筛土壤，以获得尺寸小于2 mm 的土壤微粒，盛入灭菌处理的袋子中，密封后置于 2 ℃ ~ 8 ℃冰箱冷藏备用，记录采样时间、地点、天气状况等。

　　5 . 2 试样

　　在距布边 100 mm 以上的区域取样，避开有折痕、沾污、有瑕疵的部位。 将试样剪成约 5 mm × 5 mm 的小片，混合。

　　5 . 3 调湿

　　试样在生物降解处理前在标准大气(按 GB/T 6529 规定)中调湿至少 24 h。

　　6 步骤

　　警示：微生物生长试验可能危害人体健康，实验操作人员应经过微生物学培训并遵守实验室生物安全通用要求的规定。

　　GB/T 33616—20 17

　　6 . 1 土壤细菌悬液的制备

　　6 . 1 . 1 器皿使用前均置于高压蒸汽灭菌锅(4 . 2 . 5)在 121 ℃下灭菌 20 min。

　　6. 1 .2 量取 100 mL 的 LB液体培养基(4.1.2),用天平称取(10.0±0.1)g 土壤样品(5.1),加入到培养基中，置于恒温振荡器(4 . 2 . 6) 中，在 (37±2) ℃ 、以 190 r/min振荡培养 24 h,得到第 Ⅰ 代土壤菌悬液。

　　6. 1 .3 取 100 mL LB液体培养基，接种 1 mL第 Ⅰ 代细菌悬液(6. 1.2),置于恒温振荡器(4.2.6) 中，在( 37±2) ℃ 、以 190 r/min振荡培养 24 h,得到第 Ⅱ代土壤菌悬液。

　　6 . 2 总有机碳含量测定

　　6.2. 1 启动总有机碳分析仪(4.2.9),预热 30 min。

　　6 . 2 . 2 清洁总有机碳分析仪的耐高温样品杯，用电子天平(4 . 2 . 2) 称取试样(5 . 2) 50 mg~ 100 mg(视仪器测试范围和精度而定)，精确到 0 . 1 mg,放入样品杯中。

　　6.2.3 在样品杯中添加足量的浓度为 5%的 HCl 溶液 100 μL~200 μL, 以覆盖样品为宜，将样品杯放置在恒温烘箱(4 . 2 . 4)中加热，以去除可能存在于试样中的无机碳，加热温度 40 ℃ ~80 ℃ ,应低于试样熔点 10 ℃以上，加热时间约 2 h。

　　6 . 2 . 4 将样品杯安装到总有机碳分析仪的合适位置，设置好运行程序后，启动，使样品杯中试样完全燃烧，其产生的 CO 2 被完全收集。

　　6 . 2 . 5 根据试样燃烧收集到的 CO 2 , 按式(1)计算出试样中有机碳的质量分数(%)犃tc 。

　　6 . 2 . 6 重复 6 . 2 . 2~6 . 2 . 5 的步骤，测试剩余两个试样，结果取 3 个试样的平均值，修约到 0 . 1% 。

　　犃tc =(犿tc ÷犿o1) × 100% ……………………( 1 )

　　式中：

　　犃tc —试样中有机碳的质量分数(%) ;

　　犿tc —试样中有机碳的量，单位为毫克(mg),精确到 0 . 1 mg;

　　犿o1 — 6.2.2 中称取试样的质量，单位为毫克(mg),精确到 0 . 1 mg。

　　6 . 3 无机碳释放量测定

　　6.3. 1 分别用锥形瓶(4.3.2) 量取 200 mL 的 NaOH 溶液(4.1.4) 2 份，量取 200 mL 的 Ba( OH)2 溶液

　　(4 . 1 . 5)4 份，密封备用 。

　　6.3.2 量取 200 mL LB液体培养基置于锥形瓶中，密封;称取试样(3 000.0±50.0) mg,精确到0.1 mg,放入烧杯中，密封。 将 LB液体培养基及试样放入高压蒸汽灭菌锅(4 . 2 . 5) ,在 121 ℃下灭菌 20 min。

　　6 . 3 . 3 在无菌操作台(4 . 2 . 8) 上，取出灭菌后的物品，待培养液(6 . 3 . 2) 冷却后，加入 Ⅱ 代土壤菌悬液(6.1.3) 1 mL, 然后密封，放入恒温振荡器(4.2.6), 振荡 24 h。

　　6 . 3 . 4 按照图 1 所示，用导管及橡胶管连接，搭建试样生物降解产生的 CO 2 收集装置 3 组，两组用于试样平行试验，一组用于空白对照试验。

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　　说明：

　　1 — 鼓风泵;

　　2 — 流量计;

　　3、4 —NaOH 溶液;

　　5、7、8、9 —Ba(OH)2 溶液;

　　6 — 土壤菌悬液(试样试验组中 6 为土壤菌悬液及试样，空白对照组 6 仅有土壤菌悬液);

　　10 — 蒸馏水。

　　图 1 生物降解 Co2 释放收集装置示意图

　　6.3.5 设置鼓风流量为 60 mL/min~80 mL/min。

　　6 . 3 . 6 间隔一定时间(具体为 7 号锥形瓶中溶液产生浑浊后、8 号锥形瓶中溶液产生浑浊前，如 1 天 、 3 天、5 天或其他时间，根据实际情况而定，并在报告中注明间隔取样滴定时间)后，分别取出试样实验组和空白对照组的 7 号瓶根据 GB/T 19276 . 2—2003 中附录 B 的步骤对瓶中吸收的 CO 2 进行滴定，计算该间隔时间内，系统产生的 CO 2 的量，将试样实验组的值扣除空白对照组的值即可得出试样在微生物作用下降解产生的无机碳第 犻次取样的量 犿犻，同时将 8 号 、9 号瓶前移连上 6 号瓶，并在原 9 号瓶位置新增 200 mL Ba(OH)2 溶液(4.1.5)一瓶。

　　6 . 3 . 7 采用 6 . 3 . 6 中的相同间隔时间，分别对 3 组的后续 Ba( OH) 2 溶液进行滴定，同时补充新的Ba(OH) 2溶液，以此类推，直到试样降解 90 天，根据式(2) 计算 90 天试样在微生物作用下降解产生的无机碳总量占试样质量的百分比 犃tic , 结果取两组平行试验的平均值，修约到 0 . 1%。

　　犃tic=( Σ犻犿犻 ÷犿o2) × 100% ……………………( 2 )

　　式中：

　　犃tic —试样在微生物作用下降解产生的无机碳总量占试样质量的百分比， % ;

　　犿犻 —试样 在 微 生 物 作 用 下 降 解 产 生 的 无 机 碳 第 犻 次 取 样 的 量，单 位 为 毫 克 (mg) , 精 确 到

　　0.1 mg;

　　犿o2 — 6.3.2 中称取试样的质量，单位为毫克(mg),精确到 0 . 1 mg。

　　7 结果与评价

　　7 . 1 可生物降解率的计算

　　可生物降解率的计算见式(3) 。

　　η =(犃tic ÷ 犃tc ) × 100% ……………………( 3 )

　　式中：

　　η —可生物降解率，修约到 0 . 1% ;

　　犃tic —试样在微生物作用下降解产生的无机碳总量占试样质量的百分比，% ;

　　犃tc —试样中有机碳的质量分数(%)。

　　7 . 2 可生物降解性评价

　　对于单一纤维成分的非织造布，在 90 天的测试时间内，试样的可生物降解率 η 达到 60%以上时，

　　GB/T 33616—20 17

　　可认为该试样可生物降解。

　　8 报告

　　试验报告应包括以下内容：

　　a) 本标准编号;

　　b) 样品名称、规格、编号;

　　c) 调湿及试验用标准大气;

　　d) 土壤取样时间、地点、天气状况等相关参数;

　　e) 连续微生物降解处理时间;

　　f) 无机碳释放试验的间隔取样时间;

　　g) 试样的可生物降解率及可生物降解性评价;

　　h) 任何偏离本标准的细节;

　　i) 其他需要说明的情况。

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　　参 考 文 献

　　[1] ISO 10381-6 : 2009 Soil quality—Sampling—Part 6 : Guidance on the collection, handling and storage of soil under aerobic conditions for the assessment of microbiological processes , biomass and diversity in the laboratory

　　[2] ISO 10694 : 1995 Soil quality—Determination of organic and total carbon after dry combus- tion (elementary analysis)

　　[3] ISO 14852 : 1999 Determination of the ultimate aerobic biodegradability of plastic materials in an aqueous medium—Method by analysis of evolved carbon dioxide