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什么是自然生物降解

定義

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 20197 – 2006, 生物降解由生物活動(dòng)引起的降解, 尤其是酶的作用引起材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的顯著變化。由于材料被微生物或某些生物作為營(yíng)養(yǎng)源而逐步消解,導(dǎo)致質(zhì)量損失、性能如物理性能下降等, 并最終導(dǎo)致材料被分解成成分較簡(jiǎn)單的化合物或單質(zhì), 如二氧化碳（CO? ）或/和甲烷（CH?）、水（H?O）及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)。

最終需氧生物分解

在有氧條件下, 材料最終被微生物分解為二氧化碳（CO? ）、水（H?O）及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)

最終厭氧生物分解

在厭氧條件下, 材料最終被微生物分解為二氧化碳（CO? ）或/和甲烷（CH?）、水（H?O）及其所含元素的礦化無(wú)機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)

自然生物降解

在不需要額外的降解設(shè)備要求下把傳統(tǒng)塑料改變?yōu)榭梢员唤到饧夹g(shù)。這技術(shù)突破了傳統(tǒng)石油基塑料不能自然降解的限制。透過(guò)加入微量有機(jī)微生物吸引劑到傳統(tǒng)塑料里就能夠吸引微生物對(duì)該塑料產(chǎn)生生物酶。部分微生物的生物酶能破壞塑料的高份子結(jié)構(gòu)。微生物透過(guò)消化塑料而得到所需要的能量,并且在塑料的表面形成生物膜, 加速微生物的繁殖速度。這降解技術(shù)在不會(huì)影響塑料產(chǎn)品的物理性能或特性下使傳統(tǒng)塑料變得像其他有機(jī)物質(zhì)一樣能夠在厭氧堆埋場(chǎng),厭氧消化器，海洋環(huán)境下降解。在測(cè)試方面主要根據(jù)不同環(huán)境, 在厭氧環(huán)境下會(huì)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的 GB/T 33797–2017 (塑料--在高固體份堆肥條件下最終厭氧生物分解能力的測(cè)定采用分析測(cè)定釋放生物氣體的方法)或者是歐盟標(biāo)準(zhǔn)的 EN 15985 : 2014 (Plastics — Determination of the ultimate anaerobic biodegradation under high-solids anaerobic-digestion conditions — Method by analysis of released biogas)。在海洋環(huán)境下則以ASTM D6691 : 2017 (Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials in the Marine Environment by a De?ned Microbial Consortium or Natural Sea Water Inoculum) 為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

自然降解技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是:

1. 能夠在垃圾填區(qū)中/厭氧消化器/海洋環(huán)境下降解環(huán)境下自然地進(jìn)行生物降解：測(cè)試根據(jù) ASTM D5511 /GB/T 33797 或 ASTM D6691, 證明整個(gè)降解過(guò)程不需要額外的設(shè)備和能量。

2. 清潔再生能源：若在厭氧情況下進(jìn)行分解, 過(guò)程中只產(chǎn)生二氧化碳，沼氣和生物質(zhì)（腐殖質(zhì)），沼氣將被收集成為清潔能源, 這有幫于減低塑料的碳足跡。

3. 減低海洋污染物 : 當(dāng)今塑料廢物的問(wèn)題是它存在于我們的海洋和生活環(huán)境中。造成海洋塑料廢物的原因之一是沿海國(guó)家的垃圾填埋區(qū)管理不當(dāng)。若塑料產(chǎn)品在短時(shí)間內(nèi)生物降解，就會(huì)降低塑料在海洋中的風(fēng)險(xiǎn)。

4. 清潔安全：生物降解過(guò)程完成后無(wú)任何有毒殘留物。就像分解普通有機(jī)物一樣。微生物將繼續(xù)吃掉處理過(guò)的塑料，直到?jīng)]有任何東西被消耗，其余的材料都是天然的。測(cè)試并通過(guò) OECD 207 和 OECD 208 測(cè)試。

5. 塑料的物理性質(zhì)沒(méi)有變化：這是一種基于酶的技術(shù)，因此不會(huì)影響塑料的性能。

6. 無(wú)需更換生產(chǎn)設(shè)備：在生產(chǎn)過(guò)程不需要添加設(shè)備，只需使用傳統(tǒng)的混料機(jī)。

7. 應(yīng)用范圍：這技術(shù)適用于 PVC，PET，PP，PO，PE，PC，PS 等大部分石油基聚合物類(lèi)型。

8. 可回收：該微量有機(jī)化學(xué)物不影響塑料的可回收, 而且可以在不添加任何設(shè)備下進(jìn)入傳統(tǒng)的回收系統(tǒng)。

9. 保質(zhì)期: 加入降解成份的塑料產(chǎn)品在一般使用情況下保質(zhì)期并不會(huì)被影響。產(chǎn)品不會(huì)因?yàn)楣饩€或熱力而碎片化。產(chǎn)品只會(huì)在充滿微生物的環(huán)境下如上文所說(shuō)的堆埋場(chǎng)，厭氧消化器, 海洋等地方才會(huì)開(kāi)始降解。所以不需要擔(dān)心產(chǎn)品的使用壽命。

10. 延長(zhǎng)堆埋場(chǎng)壽命 : 堆埋場(chǎng)的使用壽命與處理垃圾的體積成反比。即每天填埋的垃圾越多, 那堆埋場(chǎng)的使用壽命也就越短。由于自然降解技術(shù)能夠使塑料產(chǎn)品在堆埋場(chǎng)環(huán)境下降解, 這樣不旦能夠產(chǎn)生清潔能源，也能通過(guò)把塑料降解漸漸減低塑料垃圾的體積。間接地延長(zhǎng)了堆埋場(chǎng)的使用壽命。

缺點(diǎn):

1. 不適合一般泥土 : 由于整個(gè)過(guò)程完全依賴(lài)微生物作用, 而大部份淺層土壤里的微生物都不能產(chǎn)生可以消化塑料的生物酶，所以在一般土壤下該塑料的降解速度并不顯著。

2. 降解速度略慢 : 就是在最理想的堆埋場(chǎng)環(huán)境下，自然降解方法也較于工業(yè)堆肥的速度為慢。工業(yè)堆肥要求塑料產(chǎn)品于攝氏 58-60 度, 濕度 50% 環(huán)境下在180 天內(nèi)降解90%。但自然降解需要大約 1- 5 年才能把塑料產(chǎn)品完全降解。降解速度會(huì)被塑料產(chǎn)品的厚度所影響。

3. 缺乏市場(chǎng)認(rèn)證 : 目前只有測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可以證明加入了添加劑的產(chǎn)品能夠在厭氧堆埋場(chǎng), 厭氧消化器，海洋環(huán)境下降解，但并沒(méi)按照這降解方法而設(shè)的降解速度要求標(biāo)準(zhǔn)。

4. 由于自然降解添加劑的添加方法與氧化降解的添加方法一樣，所以容易被誤會(huì)為氧化降解添加劑，但完全不是。

應(yīng)用

由于自然生物降解技術(shù)能夠廣泛地在不同的類(lèi)型的塑料上使用:

在一次性產(chǎn)品: 塑料包裝薄膜、農(nóng)用薄膜、一次性塑料袋、一次性塑料餐具、垃圾袋、一次性塑料袋、食品包裝、快遞包裝袋、膠紙、產(chǎn)品包裝袋等等。有部分一次傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品已經(jīng)在長(zhǎng)期的測(cè)試報(bào)告中顯示可以在厭氧環(huán)境下完全降解。

在生活用品上如, 衣服用合成纖維、鞋底、手機(jī)機(jī)殼、家具等等也適合使用。根據(jù)研究, 海洋里的微塑膠主要是合成纖維出來(lái)的。所以已經(jīng)有國(guó)外品牌在衣服合成纖維上使用了這個(gè)技術(shù)。經(jīng) ASTMD6691 海洋環(huán)境測(cè)試，合成纖維能夠在 889 天內(nèi)降解74%，這樣可大大減少微塑膠對(duì)生態(tài)鏈的長(zhǎng)期影響。