TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9493-1:2012 (ISO 14855-1:2005) VỀ XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC HIẾU KHÍ HOÀN TOÀN CỦA VẬT LIỆU CHẤT DẺO TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA QUÁ TRÌNH TẠO COMPOST ĐƯỢC KIỂM SOÁT – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CACBON DIOXIT SINH RA – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP CHUNG

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9493-1 : 2012

ISO 14855-1:2005

XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC HIẾU KHÍ HOÀN TOÀN CỦA VẬT LIỆU CHẤT DẺO TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA QUÁ TRÌNH TẠO COMPOST ĐƯỢC KIỂM SOÁT – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CACBON DIOXIT SINH RA – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP CHUNG

Determination of the ultimate aerobic bidegradability of plastic materials under controlled composting conditions – Method by analysis of evolved carbon dioxide – Part 1: General method

Lời giới thiệu

Phương pháp chủ yếu được quy định trong tiêu chuẩn này sử dụng hệ thống thử dạng hô hấp kế pha rắn dùng compost đã ngấu làm tầng chất rắn, là nguồn dinh dưỡng và là vật liệu cấy giàu vi sinh vật ưa nhiệt. Compost đã ngấu là vật liệu đồng nhất và phức hợp. Do đó, rất khó có thể định lượng vật liệu polyme còn lại trong tầng chất rắn khi kết thúc phép thử để phát hiện phân tử có khối lượng phân tử thấp giải phóng vào trong tầng chất rắn bởi vật liệu polyme khi phân hủy và để đánh giá sinh khối. Kết quả là rất khó có thể thực hiện một cân bằng cacbon hoàn thiện. Một khó khăn khác đôi khi gặp phải khi sử dụng compost đã ngấu là “hiệu ứng mồi”. Đó là khi các vật liệu hữu cơ tồn tại với khối lượng lớn trong compost đã ngấu bị phân hủy do polyme khơi mào, gọi là “hiệu ứng mồi”, có thể ảnh hưởng đến việc xác định khả năng phân hủy sinh học.

Để vượt qua các khó khăn này và để tăng độ tin cậy của phương pháp, có thể thay compost đã ngấu bằng một môi trường khoáng rắn, sử dụng làm tầng tạo compost, tạo thuận lợi cho các phân tích. Cách này có thể được sử dụng để đo khả năng phân hủy sinh học thông qua sự tạo thành CO₂ để định lượng và phân tích sinh khối và cặn polyme còn lại trong tầng chất rắn khi kết thúc phép thử và để thực hiện một cân bằng cacbon hoàn thiện. Hơn nữa, phương pháp này không bị ảnh hưởng nhiều bởi hiệu ứng mồi và do đó có thể được sử dụng để đánh giá vật liệu gây ra vấn đề này như khi sử dụng với compost đã ngấu. Tầng vật liệu này có thể được phân tích độc tố để xác nhận sự không có mặt của các chất độc tố có trong tầng sau khi phân hủy sinh học.

 

XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG PHÂN HỦY SINH HỌC HIẾU KHÍ HOÀN TOÀN CỦA VẬT LIỆU CHẤT DẺO TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA QUÁ TRÌNH TẠO COMPOST ĐƯỢC KIỂM SOÁT – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CACBON DIOXIT SINH RA – PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP CHUNG

Determination of the ultimate aerobic bidegradability of plastic materials under controlled composting conditions – Method by analysis of evolved carbon dioxide – Part 1: General method

CẢNH BÁO Trong rác thải, bùn hoạt tính, đất và compost có thể tồn tại các sinh vật gây bệnh, do đó cần có biện pháp đề phòng thích hợp khi xử lý với các chất này. Nên cẩn thận với các chất thử độc hại và các chất chưa biết tính chất.

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định khả năng phân hủy sinh học hiếu khí hoàn toàn của chất dẻo trên cơ sở các hợp chất hữu cơ, trong các điều kiện của quá trình tạo compost được kiểm soát, bằng cách đo lượng cacbon dioxit sinh ra và mức độ phân rã của vật liệu chất dẻo khi kết thúc phép thử. Phương pháp này mô phỏng các điều kiện của quá trình tạo thành compost hiếu khí, đặc trưng đối với các phân đoạn hữu cơ của chất thải rắn đô thị. Vật liệu thử được ủ với vật liệu cấy lấy từ compost. Quá trình tạo compost được tiến hành trong môi trường mà ở đó nhiệt độ, quá trình thoáng khí và độ ẩm được kiểm tra và kiểm soát cẩn thận. Phương pháp này được sử dụng để xác định tỷ lệ chuyển hóa của cacbon trong vật liệu thử thành cacbon dioxit cũng như tốc độ chuyển hóa.

Điều 8.6 và 8.7 quy định một phương án khác của phương pháp, trong đó sử dụng tầng chất khoáng (khoáng bón cây) có cấy các vi sinh vật ưa nhiệt lấy từ compost với pha hoạt hóa nhất định thay cho compost đã ngấu. Phương án này được dùng để xác định tỷ lệ cacbon có trong vật liệu thử chuyển hóa thành cacbon dioxit và tốc độ của sự chuyển hóa.

Các điều kiện mô tả trong tiêu chuẩn này có thể không tương đương với các điều kiện tối ưu để đạt được mức độ phân hủy sinh học tối đa.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 5987:1995 (ISO 5663:1984), Chất lượng nước – Xác định nitơ Ken-đan (Kjeldahl) – Phương pháp sau khi vô cơ hóa với selen.

TCVN 6634:2000 (ISO 8245:1999), Chất lượng nước – Hướng dẫn xác định cacbon hữu cơ tổng số (TOC) và cacbon hữu cơ hòa tan (DOC).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1. Phân hủy sinh học hiếu khí hoàn toàn (ultimade aerobic biodegradation)

Phân hủy một hợp chất hữu cơ bởi các vi sinh vật khi có mặt oxy, tạo thành cacbon dioxit, nước và muối khoáng của các nguyên tố bất kỳ có mặt (quá trình khoáng hóa) cộng với sinh khối mới.

3.2. Quá trình tạo compost (composting)

Quá trình hiếu khí để tạo thành compost.

CHÚ THÍCH Compost là đất hữu cơ thu được bởi quá trình phân hủy sinh học một hỗn hợp gồm chủ yếu rác thực vật, đôi khi có vật liệu hữu cơ khác và một hàm lượng khoáng giới hạn.

3.3. Quá trình phân rã (disintegration)

Quá trình phân hủy vật lý của vật liệu thành các mảnh rất nhỏ.

3.4. Chất rắn khô tổng số (total dry solids)

Lượng chất rắn thu được sau khi sấy khô một lượng biết trước của vật liệu thử hoặc compost ở nhiệt độ khoảng 105 ^oC đến khối lượng không đổi.

3.5. Chất rắn bay hơi (volatile solids)

Lượng chất rắn thu được sau khi lấy lượng chất rắn khô tổng số trừ đi phần cặn sau khi nung ở nhiệt độ khoảng 550 ^oC của một lượng biết trước vật liệu thử hoặc compost.

CHÚ THÍCH Hàm lượng chất rắn bay hơi là chỉ số thể hiện lượng chất hữu cơ có trong vật liệu.

3.6. Lượng cacbon dioxit sinh ra theo lý thuyết (theoretical amount of evolved cacbon dioxide)

ThCO²

Lượng cacbon dioxit tối đa sinh ra theo lý thuyết sau khi oxy hóa hoàn toàn một hợp chất hóa học, tính từ công thức phân tử, biểu thị bằng miligam cacbon dioxit sinh ra trên miligam hoặc gam hợp chất thử.

3.7. Giai đoạn thích ứng (lag phase)

Thời gian, tính bằng ngày, từ khi bắt đầu phép thử cho đến khi đạt được sự thích nghi và/hoặc sự chọn lọc vi sinh vật phân hủy và khi đó mức độ phân hủy sinh học của một hợp chất hóa học hoặc chất hữu cơ tăng lên khoảng 10 % so với mức phân hủy sinh học tối đa.

3.8. Mức phân hủy sinh học tối đa (maximum level of biodegradation)

Mức độ phân hủy sinh học, tính bằng phần trăm, của một hợp chất hóa học hoặc chất hữu cơ trong phép thử mà sau đó không có sự phân hủy sinh học nào tiếp tục diễn ra nữa.

3.9. Giai đoạn phân hủy sinh học (biodegradation phase)

Thời gian, tính bằng ngày, từ khi kết thúc giai đoạn thích ứng của phép thử cho đến khi đạt được khoảng 90 % mức phân hủy sinh học tối đa.

3.10. Giai đoạn ổn định (plateau phase)

Thời gian, tính bằng ngày, từ khi kết thúc giai đoạn phân hủy sinh học cho đến khi kết thúc phép thử.

3.11. Chất khoáng hoạt hóa (activated vermiculite)

Chất khoáng có chứa một quần thể vi sinh vật hoạt động trong suốt giai đoạn phát triển ban đầu.

4. Nguyên tắc

Phương pháp này xác định khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn và mức độ phân rã của vật liệu thử trong các điều kiện mô phỏng quá trình tạo compost hiếu khí mạnh. Vật liệu cấy được sử dụng là compost đã ngấu, ổn định lấy từ quá trình tạo compost phân đoạn hữu cơ của chất thải rắn đô thị.

Vật liệu thử được trộn với vật liệu cấy và được cho vào một bình compost tĩnh để tiến hành quá trình compost mạnh trong các điều kiện oxy, nhiệt độ và độ ẩm tối ưu, trong khoảng thời gian không quá 6 tháng.

Trong suốt quá trình phân hủy sinh học hiếu khí của vật liệu thử, cacbon dioxit, nước, muối khoáng và sinh khối mới là các sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học hoàn toàn. Lượng cacbon dioxit sinh ra trong bình chứa mẫu thử và bình chứa mẫu trắng được giám sát liên tục hoặc được đo định kỳ để xác định lượng cacbon dioxit tích lũy. Phần trăm phân hủy sinh học được xác định là tỷ lệ giữa cacbon dioxit sinh ra từ vật liệu thử với lượng cacbon dioxit tối đa có thể sinh ra từ vật liệu thử theo lý thuyết. Lượng cacbon dioxit tối đa sinh ra theo lý thuyết được tính từ hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số (TOC) đo được. Phần trăm phân hủy sinh học này không bao gồm lượng cacbon chuyển đổi thành sinh khối mới, là phần không được chuyển hóa tiếp thành cacbon dioxit trong suốt quá trình thử.

Hơn nữa, mức độ phân rã của vật liệu thử được xác định tại thời điểm kết thúc phép thử và tổn hao khối lượng của vật liệu thử cũng có thể được xác định.

Chất khoáng phải được sử dụng thay cho compost đã ngấu

a) khi việc xác định mức độ phân hủy sinh học bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng mồi gây ra do vật liệu thử.

và/hoặc

b) khi thực hiện cân bằng cacbon cuối để xác định sinh khối và thu hồi cặn của vật liệu thử.

Tầng chất khoáng, là chất vô cơ, về thực chất giảm hiệu ứng mồi, do đó tăng độ tin cậy của phương pháp. Một thuận lợi nữa của việc sử dụng chất khoáng là lượng cacbon dioxit sinh ra trong bình chứa mẫu trắng rất nhỏ (gần về “0”) do hoạt tính của vi sinh vật thấp. Điều này cho phép có thể đánh giá chính xác đối với mức độ phân hủy thấp.

Các tốc độ khoáng hóa đạt được với lớp khoáng hoạt hóa là như nhau hoặc tương tự với tốc độ đạt được khi sử dụng compost đã ngấu, đối với cả mức độ phân hủy cuối cùng và tốc độ phân hủy.

5. Môi trường thử

Quá trình ủ phải thực hiện trong bóng tối hoặc trong ánh sáng khuếch tán, trong một không gian khép kín hoặc một phòng được duy trì ở nhiệt độ 58^oC ± 2^oC và không có các hơi ức chế sinh vật.

Trong trường hợp đặc biệt, ví dụ khi điểm nóng chảy của vật liệu thử thấp, có thể lựa chọn nhiệt độ khác. Nhiệt độ này phải được giữ trong suốt phép thử với sai số trong khoảng ± 2 ^oC. Bất kỳ thay đổi nào về nhiệt độ phải được nêu trong báo cáo thử nghiệm.

6. Thuốc thử

6.1. Cellulose loại sắc ký lớp mỏng (thin-layer chromatography) (TLC)

Sử dụng cellulose loại sắc ký lớp mỏng (TLC) có cỡ hạt nhỏ hơn 20 mm là vật liệu đối chứng dương.

6.2. Chất khoáng

Chất khoáng sử dụng là khoáng sét dùng trong xây dựng, đặc biệt thích hợp làm chất mang vi sinh vật, đảm bảo cho vi sinh vật sống và hoạt động tốt. Thành phần của khoáng tự nhiên trước khi xử lý nhiệt là 10 % Al₂O₃, 30 % MgO, 5 % CaO, 50 % SiO₂ và 5 % H₂O liên kết. Khi xử lý nhiệt chất khoáng sẽ mất nước liên kết và trương nở tạo thành “khoáng trương nở”. Phải sử dụng khoáng trương nở ở dạng bông. Khoáng trương nở có khả năng trữ nước lớn và có thể thu được một hàm lượng nước so sánh được với hàm lượng nước của compost đã ngấu trong tầng khoáng.

Chất khoáng có thể được phân thành ba loại như sau:

Loại “thô”: khối lượng riêng biểu kiến 80 kg/m³ ± 16 kg/m³ (tại thời điểm vật liệu được cho vào bao gói); cỡ hạt: 80 % từ 4 mm đến 12 mm, 2 % lọt qua rây 0,5 mm.

Loại “trung bình”: khối lượng riêng biểu kiến 90 kg/m³ ± 16 kg/m³; cỡ hạt: 80 % từ 1 mm đến 6 mm, 2 % lọt qua rây 0,5 mm.

Loại “tinh”: khối lượng riêng biểu kiến 100 kg/m³ ± 20 kg/m³; cỡ hạt: 80 % từ 0,7 mm đến 3 mm, 5 % lọt qua rây 0,5 mm.

Với mục đích của tiêu chuẩn này nên sử dụng loại “thô”1).

7. Thiết bị, dụng cụ

Tất cả các dụng cụ thủy tinh phải được làm sạch và đặc biệt không có chất hữu cơ và chất độc hại.

7.1. Bình compost, bình hoặc chai thủy tinh cho phép dòng khí được đưa vào từ dưới lên. Thể tích tối thiểu là 2 L, để đáp ứng các yêu cầu quy định trong 8.2 và 8.3. Tùy vào vật liệu thử, có thể sử dụng thể tích nhỏ hơn với mục đích sàng lọc. Nếu xác định tổn hao khối lượng của vật liệu thử thì cân từng bình rỗng.

7.2. Hệ thống cấp khí, có khả năng cung cấp vào từng bình compost không khí khô hoặc bão hòa nước và nếu có yêu cầu, không khí không chứa cacbon dioxit ở tốc độ dòng được đặt trước, đủ để cung cấp điều kiện hiếu khí thực sự trong suốt quá trình thử (xem ví dụ trong Phụ lục A).

7.3. Thiết bị xác định cacbon dioxit, được dùng để xác định trực tiếp cacbon dioxit sinh ra hoặc bằng cách hấp thụ hoàn toàn trong dung dịch kiềm và xác định lượng cacbon vô cơ hòa tan (DIC) (xem ví dụ trong Phụ lục A). Nếu cacbon dioxit có trong khí thoát ra được đo trực tiếp, ví dụ bằng phân tích phổ liên tục hoặc sắc ký khí thì yêu cầu phải kiểm soát hoặc đo chính xác tốc độ dòng khí.

7.4. Ống kín khí, để nối bình compost với hệ thống cấp khí và hệ thống đo cacbon dioxit.

7.5. Thiết bị đo pH.

7.6. Thiết bị phân tích để xác định chất rắn khô (ở 105 ^oC), chất rắn bay hơi (ở 550 ^oC) và cacbon hữu cơ tổng số (TOC), để phân tích nguyên tố của vật liệu thử và nếu cần để xác định lượng cacbon vô cơ hòa tan (DIC).

7.7. Cân (tùy chọn) để xác định khối lượng của bình thử có chứa compost và vật liệu thử, thông thường khoảng từ 3 kg đến 5 kg.

7.8. Thiết bị phân tích (tùy chọn) để xác định lượng oxy trong không khí, độ ẩm, axit béo bay hơi và nitơ tổng [ví dụ bằng phương pháp Kjeldahl nêu tại TCVN 5987 (ISO 5663)].

7.9. Bình phản ứng sinh học để hoạt hóa chất khoáng, bình chứa có thể tích từ 5 L đến 20 L, không được thông khí mạnh. Bình chứa phải được đậy kín sao cho không làm khô quá mức các chất bên trong. Tuy nhiên, phải có các lỗ hở để có thể trao đổi khí với môi trường và đảm bảo điều kiện hiếu khí trong suốt giai đoạn hoạt hóa.

Ví dụ về bình phản ứng sinh học phù hợp là một hộp bằng vật liệu polypropylen hoặc vật liệu khác phù hợp có kích thước: 30 cm (dài) x 20 cm (rộng) x 10 cm (cao). Hộp phải có một nắp kín để tránh bay hơi nước quá nhiều. Ở giữa hai mặt bên có cạnh dài 20 cm, phải có một lỗ đường kính 5 mm cách đáy hộp khoảng 6,5 cm. Như vậy sẽ có hai lỗ trao đổi khí giữa không khí bên trong hộp và không khí bên ngoài.

8. Cách tiến hành

8.1. Chuẩn bị vật liệu cấy

Compost đã được để thoáng khí tốt, lấy từ bãi compost hiếu khí đang hoạt động được sử dụng là vật liệu cấy. Vật liệu cấy phải đồng nhất và không có vật liệu trơ như thủy tinh, đá hoặc các mảnh kim loại. Loại bỏ các chất này bằng phương pháp thủ công và sau đó sàng compost trên sàng có đường kính lỗ từ 0,5 cm đến 1 cm.

CHÚ THÍCH 1 Nên sử dụng compost từ bãi tạo compost phân đoạn hữu cơ của chất thải rắn đô thị để đảm bảo tính đa dạng của vi sinh vật. Compost phải có thời gian ủ từ 2 đến 4 tháng. Nếu không có được compost loại này thì có thể sử dụng compost lấy từ các bãi xử lý rác vườn hoặc rác trang trại hoặc hỗn hợp rác vườn và rác thải rắn đô thị.

CHÚ THÍCH 2 Nên sử dụng compost xốp vừa đủ để đảm bảo duy trì điều kiện hiếu khí càng nhiều càng tốt. Việc thêm các vật liệu kết cấu như các mảnh gỗ nhỏ hoặc vật liệu có khả năng phân hủy sinh học kém hoặc trơ có thể ngăn cản compost dính vào nhau và làm tắc ngẽn trong suốt phép thử.

Xác định hàm lượng chất rắn khô tổng số và hàm lượng chất rắn bay hơi của vật liệu cấy. Hàm lượng chất rắn khô tổng số phải từ 50 % đến 55 % chất rắn ướt và hàm lượng chất rắn bay hơi phải nhiều hơn 15 % chất rắn ướt hoặc 30 % chất rắn khô. Nếu cần, điều chỉnh hàm lượng nước trước khi sử dụng compost hoặc bằng cách bổ sung nước hoặc làm khô nhẹ, ví dụ để thoáng compost với không khí khô.

Chuẩn bị hỗn hợp gồm 1 phần vật liệu cấy với 5 phần nước khử ion. Trộn đều bằng cách lắc và đo pH ngay lập tức. Giá trị pH phải nằm trong khoảng từ 7,0 đến 9,0.

CHÚ THÍCH 3 Để mô tả rõ hơn đặc tính của vật liệu cấy, có thể xác định các thông số phù hợp như hàm lượng cacbon hữu cơ tổng số, nitơ tổng hoặc axit béo ngay khi bắt đầu và khi kết thúc phép thử.

Kiểm tra hoạt tính của vật liệu cấy trong suốt phép thử thông qua vật liệu đối chứng có khả năng phân hủy sinh học (xem Điều 6) và bằng cách đo lượng cacbon dioxit sinh ra trong bình chứa mẫu trắng. Vật liệu đối chứng phải phân hủy được 70 % hoặc nhiều hơn khi kết thúc phép thử (xem Điều 10). Vật liệu cấy trong bình chứa mẫu trắng phải sinh ra từ 50 mg đến 150 mg cacbon dioxit trên một gam chất rắn bay hơi trong vòng 10 ngày đầu tiên của phép thử (xem Điều 10). Nếu cacbon dioxit sinh ra quá nhanh thì ổn định compost bằng cách để thoáng khí vài ngày trước khi sử dụng trong phép thử mới. Nếu hoạt tính này quá thấp thì sử dụng compost khác làm vật liệu cấy.

8.2. Chuẩn bị vật liệu thử và vật liệu đối chứng

Xác định cacbon hữu cơ tổng số (TOC) của vật liệu thử và vật liệu đối chứng theo TCVN 6634 (ISO 8245) và biểu thị theo gam TOC trên gam chất rắn khô tổng số. Hoặc, nếu vật liệu không có cacbon vô cơ thì có thể xác định hàm lượng cacbon bằng phương pháp phân tích nguyên tố và khi đó, vật liệu thử phải có đủ lượng cacbon hữu cơ sao cho tạo thành một lượng cacbon dioxit thích hợp để xác định. Thông thường, trong mỗi bình tối thiểu phải có 50 g chất rắn khô tổng số chứa 20 g TOC.

Nếu cần xác định sự tổn hao khối lượng thì phải xác định chất rắn khô tổng số và chất rắn bay hơi của vật liệu thử.

CHÚ THÍCH Sự tổn hao khối lượng của vật liệu thử và vật liệu đối chứng trong phép thử có thể xác định tùy chọn, chỉ như thông tin bổ sung. Trong ví dụ nêu tại Phụ lục C, hàm lượng chất rắn bay hơi của vật liệu thử được xác định khi bắt đầu phép thử và được so sánh với giá trị đó khi kết thúc phép thử.

Sử dụng vật liệu thử ở dạng hạt, bột, màng hoặc hình dạng đơn giản (ví dụ hình quả tạ). Diện tích bề mặt tối đa của từng miếng mẫu thử phải khoảng 2 cm x 2 cm. Nếu kích thước ban đầu của mẫu thử lớn hơn thì phải làm cho nhỏ như kích thước trên.

8.3. Khởi động phép thử

Chuẩn bị số lượng các bình compost ít nhất như sau (7.1):

a) ba bình dùng cho vật liệu thử;

b) ba bình dùng cho vật liệu đối chứng;

c) ba bình dùng cho mẫu trắng.

Lượng hỗn hợp mẫu thử, bao gồm vật liệu cấy và vật liệu thử được sử dụng trong phép thử phụ thuộc vào loại vật liệu thử (xem 8.2) và kích thước của bình compost. Tỷ lệ giữa khối lượng khô của vật liệu cấy với khối lượng khô của vật liệu thử phải là 6:1. Phải đảm bảo lượng compost trong mỗi bình là như nhau. Vật liệu trơ bổ sung vào hỗn hợp (xem chú thích 2 của 8.1) không được tính vào giá trị này. Cho hỗn hợp vật liệu thử vào ba phần tư bình compost để có thể lắc hỗn hợp bằng tay.

Trong trường hợp cụ thể, chuẩn bị các bình compost có thể tích khoảng 3 L, cân một lượng vật liệu cấy chứa khoảng 600 g chất rắn khô tổng số và một lượng vật liệu thử chứa khoảng 100 g chất rắn khô và trộn đều. Hỗn hợp thử phải có cùng một hàm lượng nước (khoảng 50 %) như hàm lượng của vật liệu cấy (xem 8.1). Khi ấn nhẹ hỗn hợp bằng tay phải cảm thấy dính và có nước tự do. Điều chỉnh hàm lượng ẩm của hỗn hợp nếu cần, bằng cách bổ sung nước hoặc để thoáng với không khí khô. Cho hỗn hợp vào trong các bình compost.

CHÚ THÍCH 1 Tỷ lệ giữa cacbon hữu cơ và nitơ hữu cơ (tỉ lệ C/N) của hỗn hợp thử nên được tối ưu hóa để đảm bảo quá trình tạo compost diễn ra tốt. Tỷ lệ C/N của hỗn hợp thử tốt nhất là từ 10 đến 40. Nếu cần có thể điều chỉnh bằng urê. Hàm lượng cacbon hữu cơ có thể được tính từ TOC của vật liệu cấy và của vật liệu thử. Hàm lượng nitơ tổng có thể được xác định từ mẫu đại diện của hỗn hợp thử, ví dụ bằng phương pháp Kjeldahl nêu trong TCVN 5987 (ISO 5663).

Đặt các bình compost vào môi trường thử ở 58 ^oC ± 2 ^oC (xem Điều 5) và để thoáng khí lần đầu với không khí bão hòa nước và không có cacbon dioxit. Có thể tiến hành bằng cách đưa không khí qua bình rửa chứa đầy dung dịch natri hydroxit (xem Phụ lục A).

CHÚ THÍCH 2 Có thể sử dụng không khí bình thường thay vì không khí không có cacbon dioxit nếu đo được trực tiếp nồng độ cacbon dioxit trong khí thoát ra. Trong trường hợp này, nên đo nồng độ cacbon dioxit ở đầu vào và đầu ra của từng bình thử. Để hiệu chỉnh, lấy nồng độ của đầu ra (thường lớn hơn nhiều) trừ đi hàm lượng đầu vào.

Sử dụng tốc độ dòng cao vừa phải để đảm bảo điều kiện hiếu khí được duy trì trong suốt thời gian thử và trong từng bình compost. Dùng bình rửa kiểm tra đều đặn dòng khí ở mỗi đầu ra để chắc chắn rằng không có bất kỳ sự rò rỉ nào trong hệ thống.

CHÚ THÍCH 3 Đo đều đặn nồng độ oxy trong khí thoát ra từ các bình compost sẽ giúp cho việc duy trì điều kiện hiếu khí và khi đó nồng độ oxy không được để cho bị giảm đến xuống dưới 6 %. Mức oxy phải được kiểm tra chặt chẽ trong suốt tuần thứ nhất, ví dụ bằng cách đo ít nhất hai lần mỗi ngày. Sau đó, tần suất đo có thể giảm xuống. Điều chỉnh tốc độ dòng khí khi cần.

Xử lý vật liệu đối chứng giống như đối với vật liệu thử. Bình chứa mẫu trắng chỉ chứa vật liệu cấy. Bình này phải có lượng chất rắn khô tổng số giống như các bình chứa vật liệu thử.

8.4. Quá trình ủ

Đo trực tiếp lượng cacbon dioxit sinh ra trong không khí thoát ra từ mỗi bình compost tại giai đoạn trung gian bằng thiết bị sắc ký khí, thiết bị phân tích TOC hoặc thiết bị phân tích hồng ngoại hoặc bằng cách đo lượng tích lũy cacbon dioxit sinh ra, là lượng cacbon vô cơ hòa tan (DIC) sau khi được hấp thụ trong dung dịch natri hydroxit theo TCVN 6634 (ISO 8245) (xem Phụ lục A). Tần suất xác định phụ thuộc vào phương pháp đo, độ chụm mong đợi của đường cong phân hủy sinh học và khả năng phân hủy sinh học của hỗn hợp thử. Nếu đo trực tiếp thì đo lượng cacbon dioxit sinh ra ít nhất hai lần mỗi ngày với tần suất khoảng 6 h trong suốt giai đoạn phân hủy và sau đó một ngày một lần trong giai đoạn ổn định. Nếu sử dụng phương pháp tích lũy, đo DIC một ngày một lần trong suốt giai đoạn phân hủy sinh học và khoảng hai lần một tuần trong giai đoạn ổn định.

Lắc bình compost hàng tuần để tránh sự tạo dòng và đảm bảo sự tiếp xúc đồng đều của vi sinh vật với vật liệu thử.

CHÚ THÍCH 1 Trước khi lắc các bình compost, nên bỏ hệ thống cung cấp không khí và hệ thống đo cacbon dioxit ra.

Phải đảm bảo độ ẩm của hỗn hợp thử trong các bình compost không quá cao cũng không quá thấp qua việc quan sát bằng mắt thường. Hỗn hợp thử không được chứa nước tự do hoặc vật liệu không được vón cục. Điều kiện rất khô thường biểu hiện ở trạng thái không có chất ngưng tụ trong khoảng không bên trên của bình compost. Cũng có thể tiến hành đo hàm lượng ẩm bằng thiết bị thích hợp. Trong trường hợp đó, hàm lượng ẩm phải được giữ ở khoảng 50 % (xem 8.1). Hàm lượng ẩm mong muốn đạt được bằng cách để thoáng với không khí ẩm hoặc khô. Có thể thay đổi độ ẩm một cách mạnh mẽ hơn bằng cách bổ sung nước hoặc thoát nước theo đường khí vào. Hàng tuần lắc bình compost sẽ giúp cho việc phân bố độ ẩm đồng đều. Nếu thực hiện các điều chỉnh thì phải kiểm tra lượng cacbon dioxit sinh ra một cách chặt chẽ.

Trong suốt quá trình khuấy trộn các bình compost và khi kết thúc quá trình thử, ghi lại bất kỳ quan sát nào liên quan đến ngoại quan của compost như là kết cấu, hàm lượng ẩm, màu sắc, sự phát triển của nấm, mùi của khí thoát ra và sự phân rã của vật liệu thử.

Ủ các bình compost trong khoảng thời gian không quá 6 tháng ở nhiệt độ không đổi 58 ^oC ± 2 ^oC là đủ để tạo compost hoàn toàn. Thời gian ủ có thể kéo dài cho đến khi đạt được giai đoạn ổn định, nếu vẫn quan sát được sự phân hủy sinh học rõ ràng của vật liệu thử. Hoặc, thời gian ủ có thể rút ngắn nếu giai đoạn ổn định đạt được sớm hơn.

Tiến hành đo định kỳ pH của hỗn hợp giống như khi bắt đầu phép thử (xem 8.1).

CHÚ THÍCH 2 Nếu pH nhỏ hơn 7,0 quá trình phân hủy sinh học có thể bị ngăn chặn do quá trình axit hóa của compost nhờ sự phân rã nhanh của vật liệu thử dễ phân rã. Trong trường hợp này nên đo phổ của các axit béo dễ bay hơi để kiểm tra độ chua của các chất có trong bình compost. Nếu có nhiều hơn 2 g axit béo dễ bay hơi trên một kilogam chất rắn khô tổng số thì phép thử được coi là không phù hợp do sự axit hóa và ức chế hoạt tính của vi sinh vật. Để hạn chế sự axit hóa, bổ sung thêm compost vào tất cả các bình hoặc lặp lại phép thử mới, sử dụng ít vật liệu thử hoặc nhiều compost hơn.

8.5. Kết thúc phép thử

Nếu xác định sự tổn hao khối lượng của vật liệu thử (xem chú thích trong 8.2) thì cân bình compost cùng với hỗn hợp thử. Lấy các mẫu thử của hỗn hợp thử từ tất cả các bình. Xác định chất rắn khô tổng số và chất rắn bay hơi.

Ghi lại bất kỳ quan sát nào liên quan đến ngoại quan của vật liệu thử để xác định mức độ phân rã của chúng

CHÚ THÍCH Nên tiến hành các kiểm tra tiếp theo với vật liệu thử còn lại, như đo các tính chất vật lý liên quan, phân tích hóa học và chụp phổ.

8.6. Sử dụng chất khoáng

Nếu sử dụng chất khoáng thay cho compost, trước tiên khoáng phải được hoạt hóa bằng cách ủ với dung dịch có chứa cả chất dinh dưỡng vô cơ và hữu cơ và compost đã ngấu. Thành phần của dung dịch vật liệu cấy sử dụng phải như trong Bảng 1, 2 và 3. Tỷ lệ (khối lượng/thể thích) của khoáng với dung dịch cấy phải là 1:3.

Chuẩn bị phần chiết compost sử dụng trong dung dịch vật liệu cấy bằng cách trộn đều compost đã ngấu với nước khử ion (20 % khối lượng /thể tích) trong khoảng nửa giờ sau đó lọc qua một phễu lọc (cỡ lỗ khoảng 1 mm). Tiếp đó lọc qua giấy lọc hoặc ly tâm với tốc độ khoảng 1 000 r/min trong 15 min.

Bảng 1 – Thành phần của 1 L dung dịch vật liệu cấy

Thành phần	Dung dịch khoáng (xem Bảng 2)	Chất dinh dưỡng thích hợp	Ure	Bột ngô	Cellulose	Chất chiết compost
Lượng	500 ml	13 g	5,8 g	20 g	20 g	500 ml

Bảng 2 – Thành phần của 1 L dung dịch khoáng

Hóa chất	KH2PO4	MgSO4	CaCl2 (dung dịch 10 %)	NaCl (dung dịch 10 %)	Dung dịch vết nguyên tố (xem Bảng 3)
Lượng	1 g	0,5 g	1 ml	1 ml	1 ml

Bảng 3 – Thành phần của 1 L dung dịch vết nguyên tố

Hóa chất	H3BO3	Kl	FeCl3	MnSO4	(NH4)6MO7O24	FeSO4
Lượng	500 mg	100 mg	200 mg	400 mg	200 mg	400 mg

Trộn một lượng chất khoáng và dung dịch vật liệu cấy để được một hỗn hợp đồng nhất, và cho hỗn hợp vào các bình phản ứng (khoảng 1 kg hỗn hợp trong mỗi bình). Cân từng bình phản ứng với chất chứa bên trong và ủ ở 50 ^oC ± 2 ^oC trong ba/bốn ngày.

Hằng ngày cân lại bình phản ứng và nếu cần đưa về khối lượng ban đầu bằng cách bổ sung thêm nước máy không có clo, nước khử ion hoặc nước cất. Ngoài ra, trộn đều hỗn hợp hằng ngày bằng que khuấy hoặc thìa để đảm bảo sự thoáng khí.

Chất khoáng được xử lý theo cách này được coi là “khoáng đã hoạt hóa” và có thể cho vào các bình compost để sử dụng như tầng chất rắn thay cho vật liệu cấy là compost đã ngấu (xem 8.1). Đối với các đánh giá thông thường, sử dụng 800 g chất khoáng đã hoạt hóa trong mỗi bình compost.

Lượng khoáng đã hoạt hóa và vật liệu thử sử dụng trong phép thử phụ thuộc vào kích cỡ của bình compost. Tỷ lệ giữa khối lượng khô của khoáng đã hoạt hóa với khối lượng khô của vật liệu thử thường là 4:1. Chỉ đổ hỗn hợp thử vào khoảng một nửa thể tích của bình compost để có khoảng không thích hợp đủ để có thể khuấy hoặc lắc hỗn hợp thử.

Đối với các đánh giá thông thường, sử dụng bình compost có thể tích khoảng 3 L. Cân một lượng khoáng đã hoạt hóa tương ứng với 200 g chất rắn khô và một lượng mẫu thử tương ứng với 50 g chất rắn khô và trộn đều trước khi cho hỗn hợp vào các bình.

8.7. Quá trình thu hồi và cân bằng cacbon khi sử dụng khoáng

Khi kết thúc phép thử, lớp khoáng phải được tách ra để thu hồi và xác định lượng vật liệu thử còn lại, lượng sản phẩm phụ của quá trình phân hủy và/hoặc sinh khối. Tầng chất khoáng trong từng bình compost có thể được phân tích riêng rẽ hoặc lớp khoáng của tất cả các bình có thể gộp chung vào và phân tích cùng nhau. Giá trị lượng sinh khối thu được, lượng vật liệu thử còn lại và lượng sản phẩm phụ có thể được sử dụng cùng với lượng cacbon sinh ra dưới dạng CO₂ trong suốt quá trình thử để thực hiện cân bằng cacbon cuối cùng. Khi kết thúc phép thử, lượng cacbon có trong vật liệu thử ban đầu được so sánh với lượng cacbon sinh ra dưới dạng CO₂ trong quá trình thử, lượng cacbon chuyển vào sinh khối và lượng cacbon còn lại trong vật liệu thử và trong sản phẩm phụ của quá trình phân hủy. Theo cách này có thể công nhận kết quả thử thu được đối với mức độ phân hủy sinh học.

Phụ thuộc vào bản chất của vật liệu thử có thể tiến hành chiết tuần tự bằng nước và/hoặc dung môi hữu cơ. Để làm việc này, tiến hành hòa tan trước vật liệu thử để chọn dung môi thích hợp.

Phương pháp phân tích có thể sử dụng là phương pháp chụp phổ (IR, UV nhìn thấy, NMR, v.v…), sắc ký, phân tích trọng lượng, phân tích nguyên tố, v.v… Có thể áp dụng trực tiếp các quy trình này đối với chất chiết và/hoặc với phần cô đặc của chất chiết. Chất chiết này có thể được mang đi thử độc tố sinh học.

9. Tính toán và biểu thị kết quả

9.1. Tính toán lượng cacbon dioxit sinh ra theo lý thuyết

Tính lượng cacbon dioxit sinh ra theo lý thuyết THCO₂ từ vật liệu thử, theo gam cho mỗi bình theo công thức (1):

ThCO₂ = M_TOT x C_TOT x                                  (1)

Trong đó

M_TOT là lượng chất rắn khô tổng số trong vật liệu thử được cho vào bình compost khi bắt đầu phép thử, tính bằng gam;

C_TOT là phần cacbon hữu cơ tổng số trong chất rắn khô tổng số của vật liệu thử, tính bằng gam trên gam;

44 và 12 là khối lượng phân tử của cacbon dioxit và khối lượng nguyên tử của cacbon.

9.2. Tính toán phần trăm phân hủy sinh học

Từ lượng tích lũy cacbon dioxit giải phóng ra, tính phần trăm phân hủy sinh học D_t của vật liệu thử đối với từng phép đo theo công thức (2):

D_t = x 100                     (2)

Trong đó

(CO₂)_T là lượng tích lũy cacbon dioxit sinh ra trong từng bình compost có chứa vật liệu thử, tính bằng gam cho mỗi bình;

(CO₂)_B là lượng tích lũy trung bình cacbon dioxit sinh ra trong các bình chứa mẫu trắng, tính bằng gam cho mỗi bình;

ThCO₂ là lượng cacbon dioxit sinh ra theo lý thuyết từ vật liệu thử, tính bằng gam cho mỗi bình.

Nếu chênh lệch giữa các kết quả riêng lẻ nhỏ hơn 20 % thì tính phần trăm phân hủy sinh học trung bình. Nếu không thì sử dụng riêng rẽ các giá trị của từng bình compost.

Sử dụng công thức tương tự để tính toán mức độ phân hủy sinh học của vật liệu đối chứng.

9.3. Tính toán sự tổn hao khối lượng

Ví dụ về các tính toán sự tổn hao khối lượng dựa trên hàm lượng chất rắn bay hơi được nêu tại Phụ lục C.

9.4. Biểu thị kết quả

Lập bảng các số liệu đo được và các số liệu tính toán đối với vật liệu thử, vật liệu đối chứng và mẫu trắng theo từng ngày đo. Ví dụ về mẫu bảng này nêu tại phụ lục E.

Vẽ đồ thị lượng tích lũy cacbon dioxit sinh ra theo thời gian của từng bình compost chứa mẫu trắng, bình chứa vật liệu thử và vật liệu đối chứng (xem ví dụ trong Phụ lục B). Vẽ đồ thị đường cong phân hủy sinh học (phần trăm phân hủy sinh học theo thời gian) đối với vật liệu thử và vật liệu đối chứng (xem ví dụ trong Phụ lục B). Sử dụng giá trị trung bình nếu chênh lệch giữa các giá trị riêng lẻ nhỏ hơn 20 %. Nếu không thì vẽ đường cong phân hủy sinh học cho từng bình compost.

Đọc giá trị trung bình của mức độ phân hủy sinh học từ giai đoạn ổn định của đường cong phân hủy sinh học, ghi lại và coi đó là kết quả thử.

Nếu vật liệu thử bao gồm nhiều mảnh rời thì chỉ tiến hành mô tả mức độ phân rã của vật liệu. Bổ sung các thông tin như ảnh chụp hoặc giá trị của các tính chất vật lý tương ứng xác định được nếu có.

10. Độ tin cậy của kết quả

Phép thử được coi là có tin cậy nếu

a) mức độ phân hủy sinh học của vật liệu đối chứng lớn hơn 70 % sau 45 ngày;

b) chênh lệch giữa phần trăm phân hủy sinh học của vật liệu đối chứng trong các bình khác nhau nhỏ hơn 20 % khi kết thúc phép thử;

c) vật liệu cấy trong bình chứa mẫu trắng sinh ra nhiều hơn 50 mg nhưng ít hơn 150 mg cacbon dioxit trên gam chất rắn bay hơi (giá trị trung bình) sau 10 ngày ủ.

11. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm tất cả các thông tin thích hợp và các thông tin sau:

a) viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) tất cả các thông tin cần thiết để nhận biết và mô tả vật liệu thử, như hàm lượng chất rắn khô hoặc chất rắn bay hơi, hàm lượng cacbon hữu cơ, hình dạng hoặc ngoại quan;

c) thông tin cần thiết để nhận dạng và mô tả vật liệu đối chứng và hàm lượng cacbon hữu cơ của vật liệu;

d) thể tích các bình compost, lượng vật liệu cấy, vật liệu thử và vật liệu đối chứng, và các đặc tính chính của thiết bị sử dụng để xác định lượng cacbon dioxit và thiết bị sử dụng để xác định cacbon;

e) thông tin về vật liệu cấy, như nguồn gốc, thời gian ủ, ngày thu gom, bảo quản, chuẩn bị, ổn định, hàm lượng chất rắn khô tổng số, chất rắn bay hơi, pH của huyền phù, hàm lượng nitơ tổng hoặc axit béo bay hơi, nếu có;

f) kết quả cacbon dioxit sinh ra và phần trăm phân hủy sinh học của từng bình compost và giá trị trung bình được lập ở dạng bảng và đồ thị, cũng như mức độ phân hủy sinh học cuối cùng của vật liệu thử và vật liệu đối chứng và hoạt tính của vật liệu cấy (sinh ra CO₂ sau 10 ngày trong bình chứa mẫu trắng);

g) kết quả các quan sát trên vật liệu cấy và vật liệu thử trong suốt quá trình thử và khi kết thúc phép thử như hàm lượng ẩm, sự phát triển của nấm, cấu trúc, màu sắc, mùi vị và độ phân rã, cũng như các phép đo vật lý và/hoặc ảnh chụp;

h) khối lượng của từng bình compost khi bắt đầu và khi kết thúc phép thử, và chi tiết các phép đo tổn hao khối lượng, nếu tiến hành;

i) lý do của việc loại bỏ bất kỳ kết quả thử nào;

j) thông tin và nguồn gốc, loại và lượng chất khoáng sử dụng (nếu có);

k) kết quả của phép xác định cân bằng cacbon nếu có thực hiện.

 

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

NGUYÊN TẮC CỦA HỆ THỐNG THỬ

Khí tổng hợp không có cacbon dioxit hoặc khí nén được đưa vào với áp suất thấp không đổi. Nếu sử dụng khí nén thì cacbon dioxit được loại bỏ bằng cách cho khí đi qua một hệ thống hấp thụ cacbon dioxit phù hợp. Nếu sử dụng dung dịch natri hydroxit trong nước là hệ thống hấp thụ thì khí được tạo ẩm ngay cùng một lúc. Bẫy thứ hai có chứa dung dịch bari hydroxit có thể được sử dụng để xác định là không còn cacbon dioxit

CHÚ DẪN

1. không khí 2. không khí không có CO2 3. khí thoát ra 4. khoảng không 5. hỗn hợp thử

6. dung dịch NaOH 7. hệ thống bẫy CO2 8. bình compost 9. hệ thống xác định CO2

Hình A.1 – Sơ đồ hệ thống thử

Không khí sử dụng để làm thoáng khí hỗn hợp thử trong các bình compost nên được đưa vào từ đáy của bình và được phân bố càng đều càng tốt. Nếu quá trình phân hủy sinh học xảy ra, cacbon dioxit sinh ra được thổi ra ngoài theo khí thải.

Có thể đo trực tiếp lượng CO₂ có trong khí thoát ra, ví dụ bằng thiết bị phân tích hồng ngoại liên tục hoặc thiết bị sắc ký khí. Trong trường hợp này, cần phải đo hoặc xác định chính xác tốc độ dòng khí.

Tùy thuộc vào thiết bị đo sử dụng, có thể phải loại nước ra khỏi khí, ví dụ bằng cách làm mát. Nếu nhiều bình compost được nối với nhau để tạo thành một hệ thống đo riêng thì cần phải có van khí phù hợp.

Khi thoát ra từ mỗi bình compost có thể được hấp thụ vào bẫy cacbon dioxit có chứa 20 g/l dung dịch natri hydroxit trong nước và lượng CO₂ đo được dưới dạng cacbon vô cơ hòa tan (DIC), ví dụ trong thiết bị phân tích TOC thích hợp [như theo TCVN 6634 (ISO 8245)].

 

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

VÍ DỤ VỀ ĐỒ THỊ THỂ HIỆN SỰ PHÁT SINH CACBON DIOXIT VÀ ĐƯỜNG CONG PHÂN HỦY SINH HỌC

CHÚ DẪN

X thời gian (ngày)

Y phát sinh CO₂ (g/bình)

1 vật liệu thử

2 mẫu trắng

Hình B.1 – Đường cong sinh ra CO₂

CHÚ DẪN

X thời gian (ngày)

Y mức độ phân hủy sinh học (%)

1 giai đoạn thích ứng

2 giai đoạn phân hủy

3 giai đoạn ổn định

4 mức độ phân hủy sinh học trung bình (65 %)

Hình B.2 – Đường cong phân hủy sinh học

………………..

6. Cân từng bình thử có hỗn hợp thử gồm vật liệu cấy và vật liệu thử và từng bình trắng chỉ có vật liệu cấy khi bắt đầu phép thử (ves_ms và ves_Bs) và khi kết thúc phép thử (ves_me và ves_Be), biểu thị kết quả bằng gam cho một bình.

7. Kiểm tra lượng chính xác của vật liệu thử (mat_wfs), vật liệu cấy (com_wfs) và nước (wat_add) phải bổ sung vào bình compost theo công thức (C.3) đối với hỗn hợp thử (ves_am) và công thức (C.4) đối với mẫu trắng (ves_aB):

ves_am = ves_y + ves_ms = ves_y + com_wfs + mat_wfs + wat_add                  (C.3)

ves_aB = ves_y + ves_Bs = ves_y + com_wfs + wat_add                               (C.4)

8. Đối với từng bình thử, tính lượng hỗn hợp ướt của vật liệu thử và vật liệu cấy còn lại khi kết thúc phép thử (mix_wfe) theo công thức (C.5) và đối với mỗi bình trắng tính lượng vật liệu cấy (com_wBe) còn lại theo công thức (C.6), biểu thị kết quả bằng gam cho một bình:

mix_wfe = ves_me – ves_y                                                                   (C.5)

com_wBe = ves_Be – ves_y                                                                 (C.6)

9. Lấy các mẫu đại diện khoảng 10 g hỗn hợp vật liệu thử và vật liệu cấy từ mỗi bình thử khi kết thúc phép thử. Xác định khối lượng ướt (mix_we), chất rắn khô tổng số (mix_de) và chất rắn bay hơi (mix_ve) và tính tỷ lệ của chất rắn khô tổng số trên khối lượng ướt (mix_de/we) và tỷ lệ của chất rắn bay hơi trên chất rắn khô tổng số (mix_ve/de). Sử dụng quy trình tương tự để xác định tỷ lệ chất rắn khô tổng số trên khối lượng ướt (com_de/we) và tỷ lệ chất rắn bay hơi trên chất rắn khô tổng số (com_ve/de) trong mẫu trắng.

10. Tính chất rắn bay hơi trong từng hỗn hợp thử khi kết thúc phép thử (mix_vfe) theo công thức (C.7) và chất rắn bay hơi trong compost cấy trong từng bình trắng (com_vBe) theo công thức (C.8), biểu thị kết quả bằng gam cho mỗi bình.

mix_vfe = mix_wfe x mix_de/we + mix_ve/de                         (C.7)

com_vBe = com_wBe x com_de/we + com_ve/de                              (C.8)

11. Tính giá trị trung bình của chất rắn bay hơi trong bình trắng khi kết thúc phép thử (com_vBe,mean).

12. Tính chất rắn bay hơi trong vật liệu thử trong từng bình thử khi kết thúc phép thử (mat_vfe) theo công thức (C.9), biểu thị kết quả theo gam cho mỗi bình:

mat_vfe = mix_vfe – com_wBe,mean                                                        (C.9)

13. Từ giá trị chất rắn bay hơi, tính lượng vật liệu thử đã phân hủy (mat_deg) trong từng bình thử theo công thức (C.10), biểu thị kết quả bằng gam cho mỗi bình

mat_deg = mat_vfs – mat_vfe                                        (C.10)

14. Đối với từng bình thử, tính phần trăm khối lượng tổn hao của vật liệu thử, nghĩa là phần trăm mức độ phân hủy sinh học D_v tính từ tổn hao chất rắn bay hơi theo công thức (C.11):

Dv =                                                (C.11)

15. Tính giá trị trung bình D_v,mean của mức độ phân hủy sinh học.

16. Xác định mức độ phân hủy sinh, tính từ tổn hao khối lượng của vật liệu đối chứng theo cách tương tự, nếu có yêu cầu.

 

PHỤ LỤC C

(tham khảo)

PHÉP THỬ LIÊN PHÒNG

Một phép thử liên phòng đã được tiến hành để đánh giá phương pháp thử này. Vật liệu thử được sử dụng là giấy và polyme đồng trùng hợp của poly-b-hydroxybutyrat và poly-b-hydroxyvalerat. Cellulose có cỡ hạt nhỏ hơn 20 mm được sử dụng làm vật liệu đối chứng. Kết quả thử và ý kiến của các bên tham gia đã chỉ ra bằng phương pháp này là thích hợp và khả thi và cung cấp các kết quả thử của giá trị dự đoán cao hơn. Các kết quả thử được công bố trong

PAGGA, U., BEIMBORN, D.B., BOELENS, J., và DE WILDE, B., Determination of the aerobic biodergradability of polymeric material in a laborabory controlled composting test (Xác định khả năng phân hủy sinh học của vật liệu polyme trong phép thử compost có kiểm soát ở quy mô phòng thí nghiệm), Chemosphere, 31 (1995), pp. 4475-4487.

 

PHỤ LỤC D

(tham khảo)

VÍ DỤ VỀ CÁC MẪU BIỂU

PHÉP THỬ QUÁ TRÌNH TẠO COMPOST HIẾU KHÍ ĐƯỢC KIỂM SOÁT THEO TCVN 9493-1 (ISO 14855-1) – BÁO CÁO THỬ NGHIỆM

Vật liệu thử:…………………………………..	Vật liệu đối chứng:……………………………
Nguồn gốc của compost:……………………	Thời gian ủ compost:………………………….
Thể tích của các bình thử:………………….	Phương pháp xác định CO2:…………………

Kết quả thử

	Giá trị phân hủy sinh học trung bình tính từ lượng CO2 sinh ra %	Giá trị phân hủy sinh học trung bình tính từ khối lượng vật liệu hữu cơ %	Thời gian thử ngày	Quan sát
Vật liệu thử
Vật liệu đối chứng

Các tiêu chí đánh giá

Mức độ phân hủy sinh học của vật liệu đối chứng sau 45 ngày > 70 % ?	o có	o không
Chênh lệch giữa phần trăm phân hủy của vật liệu đối chứng trong các bình khác nhau khi kết thúc phép thử < 20 %?	o có	o không
Giá trị trung bình CO2 sinh ra trong bình trắng sau 10 ngày trong khoảng từ 50 mg đến 150 mg CO2/g chất rắn bay hơi	o có	o không

Phép thử quá trình tạo compost hiếu khí được kiểm soát theo TCVN 9493-1 (ISO 14855-1) – Mức độ phân hủy sinh học được tính toán từ lượng CO₂ sinh ra

Vật liệu thử/vật liệu đối chứng:……… TOC:………g/g ThCO₂:……………g/bình

Ngày/ tháng

ngày

(CO2)B1 g/bình

(CO2)B2 g/bình

(CO2)B3 g/bình

(CO2)B,mean g/bình

(CO2)r1 g/bình

(CO2)r2 g/bình

(CO2)r3 g/bình

Dr1 %

Dr2 %

Dr3 %

Dr,mean %

(CO₂)_B = lượng CO₂ tích lũy đo được từ bình trắng

(CO₂)_t = lượng CO₂ tích lũy sinh ra từ vật liệu thử hoặc vật liệu đối chứng tại thời gian t

Tính toán:

(CO₂)_B,mean = 

Phép thử quá trình tạo compost hiếu khí được kiểm soát theo TCVN 9493-1 (ISO 14855-1) – Mức độ phân hủy sinh học được tính toán từ khối lượng chất hữu cơ tổn hao

Vật liệu thử:……………………………. Vật liệu đối chứng:…………………………………

Vật liệu thử (mat)	matw (g):	matd (g):	matv (g):	matd/w:	matv/d:
Vật liệu cấy, bắt đầu (coms)	comws (g):	comds (g):	comvs (g):	comds/ws:	comvs/ds:
Hỗn hợp thử, kết thúc (mixe)	mixwe (g):	mixde (g):	mixve (g):	mixde/we:	mixve/de:
Vật liệu cấy, kết thúc (come)	comwe (g):	comde (g):	comve (g):	comde/we:	comve/de:

 

Vật liệu thử

matwfs g/bình

matvfs g/bình

watadd g/bình

vesms g/bình

vesam g/bình

vesy g/bình

vesme g/bình

mixwfe g/bình

mixvfe g/bình

matvfs g/bình

matvfs g/bình

matvfs g/bình

Dv %

mat 1

mat 2

mat 3

matmean

 

Mẫu trắng	comwBs g/bình	comvBs g/bình	watadd g/bình	vesBs g/bình	vesaB g/bình	vesy g/bình	vesBe g/bình	comwBe g/bình	comvBe g/bình
com 1
com 2
com 3
commean

Các chữ viết tắt: com = compost cấy, mat = vật liệu thử, mix = hỗn hợp vật liệu thử và vật liệu cấy, ves = bình thử, wat = nước.

Các ký hiệu: w = vật liệu ướt, d = chất rắn khô tổng số, v = chất rắn bay hơi, d/w = tỷ lệ giữa chất rắn khô tổng số trên khối lượng ướt, v/d = tỷ lệ chất rắn bay hơi trên chất rắn khô tổng số, deg = vật liệu thử phân hủy, f = bình thử, s = bắt đầu phép thử, e = kết thúc phép thử, y = bình thử rỗng (bì), a = kiểm tra bổ sung, add = nước bổ sung, B = mẫu trắng (chỉ có vật liệu cấy), m = hỗn hợp vật liệu thử và vật liệu cấy, mean = giá trị trung bình.

Tính mức độ phân hủy sinh học dựa trên chất rắn khô bay hơi: Dv = mat_deg x 100/mat_vfs.

 

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] PESENTI-BARILI, B., FERDANI, E., MOSTI, M., DEGLI.INNOCENTI, F.Survival of agrobacterium radiobacter K48 on various carriers for crown gall control, Applied and Environ, Microbiology, 57, pp.2047-2051 (1991).

[2] BELLIA, G., TOSIN, M., FLORIDI, G., DEGLI-INNOCENTI, F. Activated vermiculite, a solid bed for testing biodegradabililty under composting conditions, Polymer Degradation and Stability, 66, pp.65-79 (1999).

[3] BELLIA, G., TOSIN, M., DEGLI-INNOCENTI, F. The best method of composting in vermiculite in unaffected by the priming effect, Polymer Degradation and Stability, 69, pp.113-120 (2000).

[4] DEGLI-INNOCENTI, F., TOSIN, M., BELLIA, G. Degradability of plastics – Standard methods developed in Italy, Presented at the International Conference “Biodegradable Polymers – Production, marketing, utillisation and residue management”, Wolfsburg (Germany), 4-5 Sept.2000.

[5] DEGLI-INNOCENTI, F., BELLIA, G., TOSIN, M., KAPANEN, A., ITAVAARA, M. Detection of toxicity released by a biodegradable plastic after composting in activated vermiculite, Polymer Degradation and Stability, 73, pp.101-106 (2001).

 

---