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一、实验目的 模拟在强烈需氧堆肥的条件下,测定实验材料的最终需氧生物分解能力和质量损失,并确定实验材料的崩解程度。二、实验原理 生物基材料在微生物的作用下,消耗氧气分解产生二氧化碳、水等无机物,产生的二氧化碳通过高精度红外传感器进行实时监测。样品实际二氧化碳释放量与该样品理论二氧化碳释放量的百分比,即为生物降解率。 当试验结束时,可以用于确定实验材料的崩解程度,也用于测定实验材料的质量损失。三、实验材料 1、蒸馏水 2、腐熟堆肥(3-4个月肥龄,托摩根生物提供) 3、薄层色谱级(TLC)纤维素 4、5mol氢氧化钠溶液 5、2mol稀硫酸溶液 6、变色硅胶四、实验仪器 五、实验步骤 1、准备堆肥 称取托摩根生物出品的足量的堆肥,堆肥肥龄为3-4个月的腐熟堆肥,湿度在55%-60%,pH为7.0-9.0之间。 2、准备实验材料和参比材料 实验材料的型式包括粒状、粉末状、薄膜、或简单形状(比如哑铃型)。每一件试样的最大表面积大约为2cm×2cm 如果试样原件超过该尺寸,则应加以减小,也可以使用研磨仪,将试样研磨成粉末状用于检测。 使用薄层色谱级(TLC)纤维素作为正控制参比材料,粒度小于20μm。 3、开始实验 3.1 接通M9000的电源,设定温度58℃,开启内循环,开始加热; 3.2 按照下表所示,在反应瓶中加入对应的物质。 注:反应瓶体积为3L;混合物约占反应瓶体积的3/4。 3.3 在9个脱碳瓶内分别加入400ml 5mol/L的氢氧化钠溶液; 3.4 在9个除氨瓶内分别加入200ml 2mol/L的稀硫酸溶液; 3.5 将反应瓶、脱碳瓶、除氨瓶分别放在对应的卡槽位点,固定好,然后用硅胶软管连接试验体系; 3.6 打开主机、电脑记录数据; 3.7 开启曝氧通气,调节气体流量计,建议气流量设定在100-200ml/L; 3.8 试验周期不超过6个月,如果还能观测到明显的生物分解现象,则试验期应当延长到恒定平稳阶段为止。 4、结束实验 4.1 如果要测定实验材料的质量损失,则称量每一个反应瓶中试验混合物的质量; 4.2 从每个反应瓶中取出试验混合物,测定总干固体和挥发性固体; 4.3 记录实验材料性状的直观观察结果的详细情况,以确定其崩解程度。 5、结果的有效性 5.1 45天后参比材料的生物分解百分率超过70%; 5.2 试验结束时,各组中每个反应体系的生物分解百分率之间的相对偏差不超过20%; 5.3 在实验前10天,空白容器中接种物产生50mg CO2/g挥发性固体(平均值)至150mg CO2/g挥发性固体(平均值)。六、结果计算 1、计算二氧化碳的理论释放量 按照以下公式计算实验材料的理论二氧化碳释放量(ThCO2),以(g)表示:式中: MTOT表示实验开始时加入反应瓶中实验材料的总干固体,单位为(g) CTOT表示实验材料中总有机碳与总干固体的比,单位为克每克(g/g) 44和12分别表示二氧化碳的分子量和碳的原子量 2、计算生物分解百分率 每个试验周期采用下式根据累计释放的二氧化碳量,计算实验材料的生物分解百分率DT(%); 式中: (CO2)T表示每个含有实验混合物的反应瓶累计释放的二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器) (CO2)T表示空白容器累计释放的二氧化碳量的平均值,单位为克每个容器(g/容器) ThCO2表示实验材料产生的理论二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器) 如果每个结果的相对偏差小于20%,则计算平均生物分解百分率,否则,单独使用每个反应瓶的数值。 使用同样的方法计算参比材料的生物分解率。 3、计算质量损失 根据挥发性固体含量,按照GB/T 19277.1的附录C计算质量损失。七、实验报告 材料降解实验报告 实验结果: 有效性判断依据: 45d后参比材料的生物分解百分率是否>70%? □是 □否 试验结束时不同容器的参比材料的生物分解百分率的相对偏差是否<20%? □是 □否 试验前10d内空白容器产生的二氧化碳量的平均值是否在50mg CO2/g挥发性固体至150mg CO2/g挥发性固体? □是 □否 根据释放出二氧化碳量计算的生物分解百分率 实验材料或参比材料: TOC: g/g ThCO2: g/容器 (CO2)B——实测空白试验产生的累计二氧化碳量; (CO2)t——在t时间实测的试验材料或参比材料所产生的累计二氧化碳量。 计算: 根据有机物质量损失计算的生物分解百分率 实验材料: 参比材料: 缩写:com=接种物,mat=试验材料,mix=试验材料和接种物的试验混合物,ves=试验容器,wat=水 下标:w=潮湿材料,d=总干固体,v=挥发性固体,d/w=总干固体与潮湿材料质量之比,v/d=挥发性固体与总干固体之比,deg=分解的试验材料,f=实验容器,s=试验开始,e=试验结束,y=空试验容器(空重),a=增加检查,add=加的水,B=空白(仅接种物),m=试验材料和接种物的混合物,mean=平均值。按照挥发性固体计算生物分解率:Dv=matdeg×100/matvfs
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北京托摩根生物科技有限公司为您提供《生物基材料中降解实验检测方案(生物降解测试系统)》,该方案主要用于其他中植物生理检测,参考标准《暂无》,《生物基材料中降解实验检测方案(生物降解测试系统)》用到的仪器有托摩根生物 堆肥红外法生物降解仪 M9000。
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