方案摘要
方案下载应用领域 | 生物产业 |
检测样本 | 其他 |
检测项目 | 植物生理>其他 |
参考标准 | GB/T19277.1 |
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。
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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