塑料的生物降解性及其检测方法

塑料的生物降解性及其检测方法

 宋亮，李佳晨，金浩

 绍兴市质量技术监督检测院  312000 浙江省绍兴市

摘要

随着近年来塑料制品的快速发展，塑料制品在人民的日常生活中也占据着极大的作用，在人民的生活中随处可见，也为人民的生活提供了极大的便利。但塑料制品大多不耐用，甚至是一次性制品，通常在使用完成后都会丢弃，从而也让废弃塑料制品的数量急剧增加，造成了严重的污染。塑料污染问题也成为当下全世界人民关注及研究的焦点内容，目前关于塑料污染研究主要是集中在三个方面；首先开发高科技型生物降解塑料制品；其次研究生物降解塑料制品的机理和降解过程；最后提出行之有效的生物降解技术及检测方式。

关键词：塑料；生物降解；检测

随着科技的快速发展，如今大量的合成塑料应用到人民的生活当中，而这些废弃塑料制品也造成了环境污染问题的急剧提升。合成塑料因其自身的特殊性，很难被自动降解，从而造成的白色污染问题也被世界各国人民所关注。各国的科技工作者及科研机构也投入的大量的人力物力去研发可分解的塑料制品，并且在很短的时间内便申请了大量的相关专利技术及专业的论著。但是对于塑料生物降解机理及生物降解的过程研究仍然是少之又少，并且没有一个统一化的检测方式。绍兴市质量技术监督检测院便针对塑料制品的生物降解过程进行分析探讨，并介绍目前国内外相关的降解检测方法。

1塑料的生物降解性

塑料生物降解主要是指塑料制品在细菌及真菌等生物的作用下产生降解及同化的过程，通过氧化分解以及水降解的方式能够有效的提升生物降解的速度。合成塑料制品与其他天然聚合物相比下生物降解有很高的困难程度。

1.1影响塑料生物分解性的因素

塑料制品的生物降解主要是以下因素所决定的；

首先，塑料制品在合成过程中其自身的分子结构及分子大小。

其次，对合成塑料降解的微生物种类的不同，降解的效果及速度也是存在差异。

最后，合成塑料降解受到环境因素，对降解的速度及效果也会造成影响。如pH、环境湿度、环境温度、环境中微生物的营养物质等。合成塑料在生物降解的过程中只有湿度、温度及有效碳源充足的情况下，生物降解的过程也会更加高效，并且微生物对于环境温度、环境湿度及氧气浓度的需求也是存在一定的差异。

1.2微生物分解塑料的几种主要形式

生物在进行合成塑料的降解过程中，起到关键作用的主要是细菌、真菌及放线菌等微生物。降解作用主要是以三种形式所展现；

首先，生物降解的物理作用；微生物对于合成塑料进行机械系的降解破坏。

其次，生物降解的化学作用；微生物在对合成塑料的降解过程中产生化学物质，对合成塑料进行分解。

最后，生物降解的直接酶作用；微生物所产生的酶可以对于合成塑料的分子结构部分产生作用，从而让合成塑料进行氧化分解。

1.3塑料的生物降解机理

在合成塑料的发展及降解研究过程中，较为理想的生物降解塑料制品是由颗粒淀粉作为添加剂所研制的合成塑料制品，降解效果相对良好。其降解机理如下；

首先，合成塑料当中所包含的淀粉颗粒会被微生物逐渐的侵蚀消耗，从而能够减少合成塑料的强度，并且能够有效的提高合成塑料的表面积。

第二，在合成塑料与土壤进行接触的过程中，土壤自身所特有的某些盐性物质中和过程中由于过氧化物的辅助，从而能够让合成塑料当中的聚合物链产生断裂。并且由于细菌等微生物有效的减少合成塑料当中的淀粉颗粒，从而让合成塑料的表面积增加，而合成塑料的表面积增加又能够更好的促进自氧化的降解效果，这种相辅相成的降解过程，能够让合成塑料的强度变得更加脆弱，直至被微生物逐渐的代谢。

2塑料生物降解常用方法

2.1生长分级法

生长分级法是美国开展材料实验所判断的标准方法。首先，先将塑料样本放置于无有效碳的固体琼脂培养基当中，而后在其中放置微生物进行试验，试验周期为3周。所放置的微生物为细菌、放线菌及真菌这三大类。

2.2陪替氏培养皿定量法

该方法主要是将合成塑料试验材料通过熔化法或溶剂浇铸法将合成塑料的试验材料放置在陪替氏培养皿当中，在通过加工后将培养皿内部加工干燥后进行重量的测量，而后加入营养琼脂，最后将微生物放置在培养皿当中进行培养；在经过一段周期后将琼脂及微生物洗去，而后将培养皿再次加工干燥后称重。从而测量重量的减少情况，并且对于塑料试验品检测其化学变化及物理变化情况。

2.3净区法

首先将所要进行试验的合成塑料进行处理成为细粉状，而后放置与陪替氏培养皿当中，加入营养琼脂及微生物进行观察。若是所试验的样品能够被微生物降解则会产生菌落，在一定的条件之下菌落的周围会产生净区，这种情况也表明经菌落降解后，样品周围的菌落也被缓慢的同化。

2.4土埋并取回法

将所要试验的合成塑料进行处理成大小均匀的样品，而后将试验样品放入容器当中，并加入园林土、砂石及泥炭混合物进行覆盖，将容器环境保持高湿度，放置于阴凉环境中，在经过一段周期后取回试验样品进行观测，观测该试验样品被侵蚀程度。

3改良测定法

3.1微生物降解能力试验

选择试验所需的微生物例如芽孢杆菌或真菌，将微生物放置于大试管中并加入培养基及10mg塑料膜，最后将大试管口进行密封。放于30℃以下进行振荡培养，在培养一定周期后，从大试管中取出气样，而后用气相色谱法进行测定值，从而观察检测微生物在降解塑料效果。

3.2降解残膜对土壤微生物的影响试验

将塑料膜埋置于土壤当中作为试验样品，在经过60天及148天的放置周期后，选取土壤进行检测，检测土壤当中细菌及真菌的数量，并分析试验土壤当中微生物所进行代谢活动的情况，从而能够分析出微生物对于塑料降解活动的效果。

总结

随着科技的不断发展，塑料制品在我们的时候中随处可见，同时也造就了白色污染的日益严重。如何妥善的处理塑料污染问题也成为研究的重点，随着可分解塑料的不断发展，也成为当下研究的热点内容，但就塑料的降解过程及降解机理的研究仍存在一定的空白，检测方法仍然有着一定的误区，因此这些也将成为日后研究的重点方向。

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