ASTM D7475, Phiên bản 2020, ngày 1 tháng 2 năm 2020 – Phương pháp thử tiêu chuẩn để xác định sự phân hủy hiếu khí và phân hủy sinh học kỵ khí của vật liệu nhựa trong điều kiện bãi chôn lấp lò phản ứng sinh học cấp tốc

Phương pháp thử này được sử dụng để xác định mức độ và tốc độ phân hủy hiếu khí (như được chỉ ra bởi sự mất độ bền kéo, trọng lượng phân tử, có thể dẫn đến sự phân hủy và phân mảnh) và phân hủy sinh học kỵ khí của vật liệu nhựa trong môi trường thử nghiệm lò phản ứng sinh học hiếu khí-kỵ khí tăng tốc. Nó có thể mô phỏng sự thay đổi từ môi trường hiếu khí sang kỵ khí theo thời gian khi độ sâu bãi chôn lấp tăng lên. Ở Cấp 1, vật liệu nhựa thử nghiệm được trộn với rác thải sinh hoạt, sau đó được xử lý sơ bộ và ổn định theo phương pháp hiếu khí trong điều kiện có không khí, trong một bình kín trong phạm vi nhiệt độ phù hợp với phạm vi nhiệt độ trung bình được ghi lại đối với bãi chôn lấp. Bậc thang là một mô phỏng tăng tốc của sự suy thoái với sự tiêu thụ oxy đồng thời và sự cạn kiệt theo thời gian như thể quá trình suy thoái oxy hóa diễn ra. Trong Cấp 2, các mẫu vật liệu nhựa đã được xử lý trước bằng phương pháp hiếu khí như được mô tả trong Cấp 1, được tiếp xúc với một chủng vi sinh vật có nguồn gốc từ các thiết bị phân hủy kỵ khí chỉ hoạt động trên chất thải sinh hoạt đã được xử lý trước. Quá trình phân hủy kỵ khí và phân hủy sinh học xảy ra trong điều kiện khô (hơn 30% tổng chất rắn) và tĩnh không hỗn hợp.

Phương pháp thử nghiệm này tạo ra dữ liệu so sánh cho một số vật liệu và không được sử dụng để đưa ra tuyên bố về lợi ích của việc đặt chất dẻo phân hủy hoặc phân hủy sinh học trong các bãi chôn lấp. Yêu cầu bồi thường phải được giới hạn và phụ thuộc vào kết quả thu được từ mỗi cấp.

Nếu chỉ chạy Cấp 1, thì công bố phải nêu rõ: Sẽ sửa đổi hiệu suất / tính chất vật lý (ví dụ: các đặc tính cơ học sẽ suy giảm), lên đến một phần trăm đo được, X%, trong một khoảng thời gian nhất định, ngày Y bằng Phương pháp thử nghiệm D3593 (Thay đổi trọng lượng phân tử) và Phương pháp thử D3826 (thay đổi độ bền kéo) trong bãi chôn lấp “lò phản ứng sinh học” hoạt tính sinh học. Báo cáo các thay đổi thuộc tính phần trăm đo được và các tiêu chuẩn được sử dụng để đo các kết quả thử nghiệm, ví dụ, các thay đổi về độ bền kéo, khối lượng và trọng lượng phân tử, cũng như phạm vi kích thước hạt còn lại trong Phần 14 để hỗ trợ mức độ của các công bố đó.

Nếu cả Bậc 1 và Bậc 2 đều được chạy, thì các công bố sẽ nêu rõ: Sẽ phân hủy sinh học trong bãi chôn lấp “lò phản ứng sinh học” hoạt tính sinh học ở mức độ, X%, trong Y ngày được thiết lập bởi kết quả thử nghiệm dựa trên mức độ của mẫu nhựa được chuyển đổi thành carbon ở dạng khí ở dạng carbon dioxide và methane và điều này sẽ được cung cấp theo Mục 14 để hỗ trợ mức độ của các tuyên bố như vậy. Cần lưu ý rằng thử nghiệm phân hủy sinh học phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện được chọn trong thử nghiệm trong phòng thí nghiệm này và có thể rất khác nhau khi thử nghiệm được chạy với các chất cấy khác nhau, Các kết quả được báo cáo chỉ liên quan đến các điều kiện thử nghiệm đang chạy và không loại trừ khả năng phân hủy sinh học trong các điều kiện khác điều kiện và môi trường thế giới thực.

Cấp 1 của phương pháp thử này được thiết kế để ước tính sự phân hủy hiếu khí của nhựa, chỉ là sự phân hủy và phân mảnh, bằng cách đo sự mất mát các tính chất vật lý và hóa học của loại nhựa nói trên. Môi trường thử nghiệm sau đó được thay đổi thành Môi trường Bậc 2, điều kiện kỵ khí và sự phân hủy sinh học được đo bằng sự kết hợp của khí carbon dioxide và methane đã phát triển dưới dạng phần trăm chuyển đổi carbon trong mẫu nhựa thành carbon ở thể khí trong các điều kiện giống với điều kiện bãi chôn lấp. Phương pháp thử nghiệm này không mô phỏng tất cả các điều kiện được tìm thấy trong các bãi chôn lấp, đặc biệt là các điều kiện được tìm thấy trong các bãi chôn lấp không hoạt động về mặt sinh học. Phương pháp thử nghiệm này gần giống với các loại bãi chôn lấp lò phản ứng sinh học trong đó khí sinh ra được thu hồi hoặc thậm chí được thúc đẩy tích cực, hoặc cả hai, ví dụ, bằng cách cấy (đồng lắng đọng bùn thải kỵ khí và tuần hoàn nước rỉ rác kỵ khí), kiểm soát độ ẩm trong bãi chôn lấp (tuần hoàn nước rỉ rác), và kiểm soát nhiệt độ (bơm oxy trong thời gian ngắn và gia nhiệt nước rỉ rác tái tuần hoàn) (1-7).²

Phương pháp thử nghiệm này tạo ra hỗn hợp chất thải rắn đô thị và nhựa bị phân hủy một phần, khi cần thiết, được sử dụng để đánh giá rủi ro độc hại sinh thái liên quan đến sự phân hủy của nhựa sau các giai đoạn phân hủy hiếu khí và phân hủy sinh học kỵ khí khác nhau trong bãi chôn lấp.

Mục đích sử dụng của phương pháp này là để so sánh và xếp hạng sự phân hủy hiếu khí và phân hủy sinh học kỵ khí của nhựa sau khi thải bỏ trong bãi chôn lấp lò phản ứng sinh học. Nó không được thiết kế hoặc nhằm mục đích sử dụng để hỗ trợ các tuyên bố khuyến nghị giá trị của sự suy thoái nhựa trong các bãi chôn lấp quy mô lớn. Mô phỏng bãi chôn lấp đang hoạt động này chỉ cho phép đo lường tỷ lệ phần trăm phân hủy hiếu khí và phân hủy sinh học kỵ khí (tiến hóa khí sinh học) trong các khoảng thời gian xác định.

Mặc dù phương pháp thử nghiệm có hai cấp, nhưng chúng nhằm mô phỏng một chu kỳ suy thoái trong thế giới thực trong một bãi chôn lấp và tốt nhất là nên chạy liên tục và không độc lập hoặc riêng lẻ.

Cần lưu ý rằng kết quả của bất kỳ mô phỏng bãi chôn lấp nào trong phòng thí nghiệm không thể ngoại suy trực tiếp cho môi trường xử lý thực tế: cuối cùng cần phải xác nhận phơi nhiễm trong thế giới thực như với tất cả các Tiêu chuẩn ASTM. Xác nhận này là cần thiết đối với bãi chôn lấp vì các loại bãi chôn lấp rất khác nhau, một số thậm chí còn được xếp dày đặc, những ngôi mộ, và chúng sẽ hạn chế sự xuống cấp nghiêm trọng.

Các giá trị được nêu trong đơn vị SI được coi là tiêu chuẩn. Không có đơn vị đo lường nào khác được bao gồm trong tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các mối quan tâm về an toàn, nếu có, liên quan đến việc sử dụng nó. Người sử dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các thực hành thích hợp về an toàn, sức khỏe và môi trường và xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng.

CHÚ THÍCH 1 – Không có tiêu chuẩn ISO nào tương đương với tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn quốc tế này được xây dựng phù hợp với các nguyên tắc được quốc tế công nhận về tiêu chuẩn hóa được thiết lập trong Quyết định về Nguyên tắc xây dựng các tiêu chuẩn, hướng dẫn và khuyến nghị quốc tế do Ủy ban hàng rào kỹ thuật trong thương mại của Tổ chức Thương mại Thế giới (TBT) ban hành.

² Các số in đậm trong ngoặc đơn là danh sách các tài liệu tham khảo ở cuối tiêu chuẩn này.