塑料的生物降解性及其檢測(cè)方法

1、塑料的生物降解性硬其檢測(cè)方法《上海塑料》200303”旦』(總1塑!塑料的生物降解性及其檢測(cè)方法薛福連(沈陽(yáng)市遼中縣化工總廠，遼中110200)摘要：討論了塑料的生物降解性，包括降解因素、微生物分解塑料的各種形式、降解機(jī)理等。介紹r日前國(guó)內(nèi)外常用的檢測(cè)塑料生物降解的方法。關(guān)鍵詞：塑料生物降解檢測(cè)1前言大量合成塑料的生產(chǎn)和應(yīng)用，使得丟棄予環(huán)境中的廢塑料物品急劇增加。由于大多數(shù)臺(tái)成塑料是難以生物降解的，所以廢塑料物品所造成的環(huán)境污染問(wèn)題，已

2、引起了世界各國(guó)的普遍關(guān)注。各發(fā)達(dá)國(guó)家的大公司，科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)研究部門(mén)投入大量的人力物力研究開(kāi)發(fā)可分解塑料，短短幾年LI在這個(gè)領(lǐng)域中已有大量的專(zhuān)利申請(qǐng)，開(kāi)發(fā)出了多種多樣的可分解塑料，并已有專(zhuān)門(mén)論著。但是對(duì)于塑料的生物降解過(guò)程和機(jī)理研究，報(bào)道較少，且無(wú)統(tǒng)一的、行之有效的檢測(cè)方法。本文簡(jiǎn)述塑料的生物降解過(guò)程，并介紹國(guó)內(nèi)外常用的多種檢測(cè)方法。2塑料的生物降解性塑料的生物降解性是指合成塑料在生物作用F所發(fā)生的降解和同化。對(duì)塑料降解起作用的生物主要

3、是真菌和細(xì)菌水解和氧化分解作用可促進(jìn)翅料的生物降解。與一些天然聚合物相比，臺(tái)成塑料的生物降解往往要困難得多。l8—21影響塑料生物分解性的因素塑料的生物分解性主要取決于下列諸因素：(1)合成塑料的分子大小和結(jié)構(gòu)：(2)微生物的種類(lèi)：(3)環(huán)境因素：如溫度、pH、濕度、營(yíng)養(yǎng)物的可利用性等。在避光、高濕度、大量無(wú)機(jī)鹽和有效碳源存在的條件下，塑料的生物降解過(guò)程較易進(jìn)行。各種微生物對(duì)pH、溫度和氧的需求是不同的。表1列示了微生物適宜的繁殖條件：

4、表1各種微生物適宜的繁殖條件微生物種類(lèi)溫度，℃洲范圍氧其它霉菌20一45好氧酵母菌20一45好氧‘F富的放線菌好氧碳水化物細(xì)菌好氧或厭氧22微生物分解塑料的幾種主要形式對(duì)于合成塑料的生物降解，起主要作用的還是細(xì)菌，真菌和放線菌等微生物。微生物所起的分解作用有三種形式：(1)生物物理作用：微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)對(duì)臺(tái)成塑料起機(jī)械性的破壞作用。(2)生物化學(xué)作用：微生物所產(chǎn)生的某些物質(zhì)會(huì)對(duì)合成塑料起化學(xué)作用。萬(wàn)方數(shù)據(jù)塑料的生物降解性廈其檢測(cè)方法《上

5、海塑料》200303N01(總l21期等量砂、園林土和泥炭蘚混合物的容器中，保持高濕度避光。經(jīng)一定時(shí)間后，取回上埋試樣，測(cè)定其重量損失、機(jī)械性能惡化狀況，或用掃描電子顯微鏡確定其被土壤中微生物侵襲的狀況。315放射性“c示蹤物測(cè)定將“c標(biāo)記的塑料試樣研磨成細(xì)粉，與新鮮園林土混合并裝入筒內(nèi)，使脫除co羥水飽和后的空氣通過(guò)此筒后再通人盛有2摩爾／升KoH溶液的容器，吸收由微生物作用所產(chǎn)生”C0，的和“co，。經(jīng)30天后，用1摩爾／升的Hcl

6、溶液滴定至pH835，由此計(jì)算所產(chǎn)生的co，總量。將部分KoH滴定液加入閃爍計(jì)數(shù)器內(nèi)，檢測(cè)每分鐘產(chǎn)生的“c量。通過(guò)與標(biāo)記試樣的原始放射性相比較，可以確定試樣被分解成co。的碳重量百分?jǐn)?shù)。此法不受試樣或土壤中可生物降解雜質(zhì)或添加劑類(lèi)的干擾，故即使系統(tǒng)內(nèi)存在其它(未標(biāo)記)碳源，同樣可證明微生物對(duì)塑料試樣的降解作用。32國(guó)內(nèi)改良的測(cè)定方法在上述基礎(chǔ)上我國(guó)李風(fēng)珍等人研究試驗(yàn)了幾種不同于上述方法的改良測(cè)定法。321土壤埋膜試驗(yàn)【3—41將1oo毫

7、克塑料膜碎片與200克供試土樣混勻，裝人500毫升的廣口瓶中。土壤上面放置一小燒杯，內(nèi)盛10毫升2摩爾／升的Na0H溶液，用橡皮塞塞緊瓶口。在30℃下恒溫2l天，然后打開(kāi)橡皮塞從小燒杯內(nèi)取出一定量的NaoH溶液，用o1摩爾／升的HcL溶液滴定。由HcL溶液消耗量計(jì)量所釋放出的co，量，以此表示土壤對(duì)塑料膜試樣的降解能力和塑料在土壤中的可降解性。322微生物對(duì)塑料降解能力的測(cè)定取一只大試管，裝入10毫克待測(cè)塑料膜，加入液體培養(yǎng)基。將選定的

8、真菌或芽孢桿菌接種于以待測(cè)塑料膜為唯一碳源的液體培養(yǎng)基上，塞緊管口并用蠟密封，于oo℃下振蕩培養(yǎng)，每隔一定時(shí)間取一次氣樣，用氣相色譜法測(cè)定cO。量，以此衡量微生物對(duì)塑料試樣的降解能力。323降解殘膜對(duì)土壤微生物影響的測(cè)定以埋有塑料膜的土壤為試樣，培養(yǎng)6o天和148天后，按常規(guī)分析法測(cè)定其中真菌和細(xì)菌的數(shù)量，同時(shí)分析土壤微生物氧化代謝葡萄糖、丙酮酸和連苯三酚能力的變化，以此衡量降解殘膜對(duì)土壤微生物代謝活動(dòng)的影響程度。4結(jié)語(yǔ)可分解塑料的研究

9、和發(fā)展十分迅速，已成為當(dāng)今高分子領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。但是對(duì)其降解機(jī)理和降解過(guò)程尚不十分清楚，檢測(cè)方法上也還存在一定的問(wèn)題。這些都有待于今后的進(jìn)一步探討。拳者文獻(xiàn)1Xirk一0thmerEncyclopediaofChemicaTechnolog，ThirdEditi卟JohnWUey＆S0nsLnc1994626—6292PlasticsEngineering1999。(7)：3環(huán)境科學(xué)1998，II(1)：64微生物學(xué)雜志，1998，8(

10、3)：69Biodegradabili母andtheTestoftllePlasticsXjeFu一】jan(shenyangLlaozhongcoumych鋤icalGeneralFactoⅨ110200)AbslracI：Bio—de礦adabilityoftheplasticsincIudingthein日uencingfactors，thetypesofthedecompositionoftheplas“csbymjcrobea